Pada awal perkembangan teknologi prototyping cepat, secara luas diyakini bahwa pencetakan 3D mengubah semua produksi, merangsang revolusi konsumen, dengan hasil bahwa printer akan muncul di setiap rumah. Ini belum terjadi, namun, seperti yang terjadi dengan banyak teknologi terbaru, prototyping cepat menemukan penerapannya dalam bidang yang sama sekali berbeda - dalam kedokteran.
Artikel dari situs web Gizmodo.Di bawah ini kita akan berbicara tentang penelitian dan proyek, yang merupakan contoh paling menarik dari penggunaan bioprinting dan penggunaan mesin yang dikendalikan komputer untuk perakitan materi biologis, di mana tinta organik dan termoplastik ultra-kuat digunakan. Kisaran penerapan bioprinting sangat luas - dari rekonstruksi bagian utama tengkorak manusia hingga pencetakan perancah - perancah di mana sel-sel induk dapat berkembang menjadi tulang baru. Baca detail di bawah ini.
Tengkorak
Osteofab adalah produk dari
Oxford Performance Materials . Awalnya, OPM memasuki pasar menjual polimer yang sangat efektif, sering digunakan dalam pembuatan implan medis, sebagai termoplastik yang disebut keton keton polieter (PEKK), tetapi dalam beberapa tahun terakhir perusahaan telah menjadi yang pertama yang menguasai penggunaan bahan ini, terutama dalam pembuatan bahan tambahan. . Jadi, pada Februari 2013, implan 3D dari bagian tengkorak
dipasang pada pasien Amerika, yang kualitasnya telah disetujui oleh FDA. Pengecoran dan pencetakan didekati dengan sangat hati-hati agar sesuai dengan geometri tengkorak pasien yang unik, 75% di antaranya sekarang merupakan implan.
Kulit
Masalah utama menciptakan kulit baru dengan bantuan pencetakan adalah kesulitan mereproduksi warna tertentu dari seluruh spektrum yang mungkin. Mengingat kulit kita unik, tipis dan dapat berubah, sangat sulit untuk membuat salinannya. Ada banyak penelitian menarik tentang hal ini, esensi yang tidak dapat dimasukkan ke dalam cerita pendek.
Namun, berikut adalah dua yang paling menarik: ilmuwan James Yoo dari Wyake Forest University, menggunakan hibah yang didanai oleh Departemen Pertahanan AS, sedang mengerjakan sebuah mesin yang dapat
mencetak kulit secara langsung pada orang-orang yang telah terbakar. Studi lain dilakukan oleh para ilmuwan dari University of Liverpool, yang menggunakan pemindai 3D yang dikalibrasi dengan hati-hati untuk mendapatkan sampel kulit yang mengandung semua nuansa terkecil, yang memungkinkan pencetakan implan yang lebih realistis di masa depan.
Penelitian ini masih berlangsung, dan tim berencana untuk membuat "basis sampel kulit" dengan contoh-contoh yang dipindai, yang dapat dihubungkan dari rumah sakit terpencil di mana mereka tidak memiliki kamera yang diperlukan untuk memindai kulit pasien tertentu. [
Gizmodo ;
PhysOrg ]
Hidung dan telinga
Membuat prostesis untuk telinga, hidung, dan dagu seringkali merupakan proses yang menyakitkan, mahal, dan memakan waktu untuk pasien dan dokter itu sendiri. Selama 5 tahun terakhir, perancang industri Inggris Tom Fripp, bersama dengan para ilmuwan dari Universitas Sheffield, telah mengembangkan pembuatan prosthesis wajah yang lebih murah dan lebih mudah, yang dapat diperoleh dengan menggunakan pencetakan 3D. Proses pembuatan prostesis tersebut meliputi pemindaian 3D wajah pasien (yang jauh lebih tidak menyakitkan daripada casting), memodelkan bagian yang diganti dan mencetaknya menggunakan pigmen, pati dan silikon medis.
Prostesis semacam itu memiliki bonus tambahan: ketika aus (yang akhirnya akan tetap terjadi), itu dapat dicetak lagi, dan secara finansial itu akan sangat murah. [
The Guardian ]
Gigi palsu
Fripp dan tim dari University of Sheffield mempublikasikan hasil pengujian proses serupa untuk pembuatan prostesis untuk mata. Prostesis mata mahal, dan karena mereka ditandatangani secara manual, perlu waktu beberapa bulan untuk membuatnya. Printer Fripp Designs dapat membuat 150 mata prostesis dalam satu jam, dan detail seperti warna iris, ukuran dan jumlah pembuluh darah dapat dengan mudah diubah tergantung pada kebutuhan pasien. [
PhysOrg ]
Implan Fungsional
Ketika perangkat elektronik - dari drone ke implan medis - menjadi lebih kecil, para ilmuwan berjuang untuk membuat baterai untuk mereka yang cukup kecil, tetapi pada saat yang sama dapat menyediakan biaya yang diperlukan. Namun, tim insinyur dari Universitas Harvard yang menggunakan printer 3D sudah mencetak mikrob seukuran sebutir pasir. Inilah yang dikatakan oleh siaran pers:
"... para peneliti menciptakan tinta untuk anoda menggunakan nanopartikel dari satu senyawa lithium oksida, serta tinta untuk katoda dari nanopartikel jenis lain dari senyawa ini. Printer menerapkan tinta pada gigi dari dua lambang emas, sehingga menciptakan struktur anoda dan katoda yang terikat erat. Kemudian para ilmuwan menempatkan elektroda dalam wadah kecil dan mengisinya dengan larutan elektrolit untuk mendapatkan baterai. "Seiring waktu, mereka akan dapat membebankan biaya implan medis, yang penggunaannya dibatasi oleh masalah pengisian yang ada. [
Harvard ]
Tulang
Implan yang dicetak 3D, seperti rahang, telah ada selama beberapa tahun. Namun, sekelompok kecil peneliti sedang melakukan percobaan yang tujuannya adalah untuk mencetak tulang asli. Sebagai contoh, ilmuwan Kevin Shakeshuff dari University of Nottingham menemukan bioprinter yang menciptakan matriks dari asam polylactic dan gelatin alginate, yang kemudian dilapisi dengan sel punca.
Matriks yang ditanamkan secara bertahap akan larut dan digantikan oleh tulang yang baru tumbuh: akan memakan waktu sekitar tiga bulan untuk sepenuhnya mengubah tulang. [
Forbes ]
Pembuluh darah dan sel
Kita sudah dapat mencetak
organ , tetapi ada masalah serius yang terkait dengan pembuatan sistem sirkulasi yang berfungsi.
Ilmuwan Jerman Gunter Tovar, kepala Institut Fraunhofer untuk Teknik Interphase dan Bioteknologi, terlibat dalam sebuah proyek yang disebut BioRap. Tugasnya adalah menggunakan printer 3D untuk mencetak pembuluh darah, di mana campuran polimer sintetis dan biomolekul digunakan. Sistem sirkulasi tercetak diuji pada hewan - mereka belum siap untuk dimasukkan ke dalam tubuh manusia. Namun, pada akhirnya, mereka akan memungkinkan transplantasi media cetak. [
Institut Fraunhofer ]
Bagaimana Anda membayangkan prospek pencetakan 3D dengan bahan buatan hidup dan pengganti untuk digunakan dalam tubuh manusia? Akankah kita segera dapat tumbuh dan menggantikan organ-organ penuh, seperti hati? Bagikan pendapat Anda di komentar.