No início do desenvolvimento da tecnologia de prototipagem rápida, acreditava-se amplamente que a impressão 3D transforma toda a produção, estimulando a revolução do consumidor, com o resultado de que a impressora aparecerá em todas as residências. Isso ainda não aconteceu, no entanto, como aconteceu com muitas tecnologias mais recentes, a prototipagem rápida encontrou sua aplicação em um campo completamente diferente - na medicina.
Um artigo do site do Gizmodo.A seguir, falaremos sobre pesquisas e projetos, que são os exemplos mais interessantes do uso da bioimpressão e do uso de máquinas controladas por computador para a montagem de matéria biológica, durante as quais são usadas tinta orgânica e termoplásticos ultra-fortes. O alcance da aplicação da bioprinting é muito amplo - desde a reconstrução das principais partes do crânio humano até a impressão de andaimes - andaimes nos quais as células-tronco podem se transformar em novos ossos. Leia os detalhes abaixo.
Caveiras
Osteofab é um produto da
Oxford Performance Materials . Inicialmente, a OPM entrou no mercado, vendendo na forma bruta um polímero altamente eficaz, frequentemente usado na fabricação de implantes médicos - um termoplástico chamado poliéter cetona cetona (PEKK), mas nos últimos anos a empresa se tornou a primeira a dominar e usar esse material, principalmente na fabricação de aditivos . Assim, em fevereiro de 2013,
um implante 3D de uma parte do crânio foi
instalado em um paciente americano, cuja qualidade foi aprovada pelo FDA. A fundição e a impressão foram abordadas com muito cuidado para combinar com a geometria única do crânio do paciente, 75% dos quais agora são um implante.
De couro
O principal problema de criar uma nova capa com a ajuda da impressão é a dificuldade de reproduzir uma certa tonalidade de todo o espectro possível. Como nossa pele é única, fina e sujeita a alterações, é muito difícil criar uma cópia exata dela. Existem muitos estudos interessantes sobre esse assunto, cuja essência não pode ser colocada em um conto.
No entanto, aqui estão duas das mais interessantes: o cientista James Yoo, da Universidade Wyake Forest, usando uma bolsa financiada pelo Departamento de Defesa dos EUA, está trabalhando em uma máquina que pode
imprimir a pele diretamente nas pessoas que foram queimadas. Outro estudo é realizado por cientistas da Universidade de Liverpool, que usam scanners 3D cuidadosamente calibrados para obter amostras de pele contendo todas as suas menores nuances, o que permitirá a impressão de implantes mais realistas no futuro.
A pesquisa ainda está em andamento, e a equipe planeja criar uma "base de amostras de pele" com exemplos digitalizados, que podem ser conectados a hospitais remotos onde eles não têm câmeras necessárias para digitalizar a pele de um paciente em particular. [
Gizmodo ;
PhysOrg ]
Narizes e ouvidos
A criação de próteses para orelhas, nariz e queixo é frequentemente um processo doloroso, caro e demorado para o paciente e o próprio médico. Nos últimos 5 anos, o designer industrial britânico Tom Fripp, juntamente com cientistas da Universidade de Sheffield, desenvolveu uma prótese facial mais barata e fácil de fabricar, que pode ser obtida com a impressão 3D. O processo de criação dessa prótese inclui uma digitalização 3D da face do paciente (que é muito menos dolorosa que a moldagem), modelando a peça substituída e imprimindo-a usando pigmento, amido e silicone médico.
Tais próteses têm um bônus adicional: quando se desgastar (o que acabará acontecendo de qualquer maneira), poderá ser impresso novamente e, financeiramente, será muito barato. [
The Guardian ]
Dentaduras
Fripp e a equipe da Universidade de Sheffield publicaram os resultados do teste de um processo semelhante para a fabricação de próteses para os olhos. As próteses oculares são caras e, como são assinadas manualmente, pode levar vários meses para serem produzidas. As impressoras Fripp Designs podem fabricar 150 próteses oculares em uma hora, e detalhes como a cor da íris, o tamanho e o número de vasos sanguíneos podem ser facilmente alterados, dependendo das necessidades do paciente. [
PhysOrg ]
Implantes Funcionais
À medida que os dispositivos eletrônicos - de drones a implantes médicos - diminuem, os cientistas estão lutando para criar baterias para elas que sejam pequenas o suficiente, mas ao mesmo tempo podem fornecer a carga necessária. No entanto, uma equipe de engenheiros da Universidade de Harvard usando uma impressora 3D já está imprimindo microbaterias do tamanho de um grão de areia. Aqui está o que o comunicado de imprensa diz:
“... os pesquisadores criaram tinta para o ânodo usando nanopartículas de um composto de óxido de lítio, bem como tinta para o cátodo a partir de nanopartículas de outro tipo deste composto. A impressora aplicou tinta nos dentes de duas cristas de ouro, criando assim uma estrutura firmemente ligada de ânodos e cátodos. Depois, os cientistas colocaram os eletrodos em um pequeno recipiente e o encheram com uma solução eletrolítica para obter uma bateria. ”Com o tempo, eles poderão cobrar implantes médicos, cuja utilização é limitada pelos problemas existentes na cobrança. [
Harvard ]
Ossos
Implantes impressos em 3D, como a mandíbula, existem há vários anos. No entanto, um pequeno grupo de pesquisadores está realizando um experimento cujo objetivo é imprimir ossos reais. Por exemplo, o cientista Kevin Shakeshuff, da Universidade de Nottingham, inventou uma bioprinter que cria matrizes de ácido polilático e alginato de gelatina, que são revestidas com células-tronco.
As matrizes implantadas se dissolverão gradualmente e serão substituídas por um novo osso em crescimento: levará cerca de três meses para transformar completamente o osso. [
Forbes ]
Vasos e células sanguíneas
Já podemos imprimir
órgãos , mas há um problema sério associado à criação de um sistema circulatório funcional.
O cientista alemão Gunter Tovar, chefe do Instituto Fraunhofer de Engenharia de Interfase e Biotecnologia, está envolvido em um projeto chamado BioRap. Sua tarefa é usar uma impressora 3D para imprimir vasos sanguíneos, durante os quais é usada uma mistura de polímeros sintéticos e biomoléculas. Os sistemas circulatórios impressos são testados em animais - eles ainda não estão prontos para serem introduzidos no corpo humano. Por fim, no entanto, eles possibilitarão o transplante da mídia impressa. [
Instituto Fraunhofer ]
Como você imagina as perspectivas da impressão 3D com materiais artificiais vivos e substitutos para uso no corpo humano? Em breve seremos capazes de crescer e substituir órgãos completos, como o fígado? Compartilhe sua opinião nos comentários.