Chiar și la viteze mici, imprimanta 3D proiectată de Rohit Bhargava este pur și simplu fascinantă. În timpul mișcării, dintr-un vârf ascuțit apare brusc o masă subțire, strălucitoare, similară cu plasticul. Într-o secundă despărțită, iese un alt tub. Apoi se alătură, se trasează contururile unei forme tridimensionale - o copie minusculă exact anatomic a inimii.
Rohit Bhargava și imprimanta sa 3D
Șeful Universității din Illinois Cancer Innovation Center lucrează la problema introducerii de soluții tehnice complexe în medicina modernă.
„Trebuie să existe schimbări fundamentale în asistența medicală”, spune Bhargava. - Atenție la laptopuri, telefoane moderne. Anterior, au fost scumpe, dar în timp, au devenit mai ieftine, deoarece tehnologiile au devenit mai avansate. Dacă transferăm evoluții inovatoare către sectorul sănătății, generalizăm cunoștințele și le transformăm în soluții utile, în viitor vom putea reduce semnificativ costurile îngrijirii medicale și îmbunătățirea calității acesteia."
Imprimanta 3D Bhargava se bazează pe algoritmi matematici complexi. Dispozitivul poate imprima tuburi cu o grosime de până la 10 microni - 1/5 grosime a unui păr uman.
Video promotional:
Filamentele care ies din imprimanta Rohit se pot lega între ele și pot crea modele complexe. Celulele se pot dezvolta pe ele, lichidele biologice pot trece prin ele. Vasele limfatice, conductele de lapte și alte elemente pot fi reproduse în orice cantitate - zeci, sute, mii. Aceasta permite efectuarea a numeroase experimente importante.
Cercetătorii vor putea injecta celule tumorale în fiecare probă, concentrându-se asupra comportamentului, răspunsurilor la cancer în corpul unui pacient individual, datorită utilizării diferitelor metode terapeutice. Acest lucru va facilita analiza și înțelegerea diferențelor dintre țesuturile bolnave și cele sănătoase.
Tehnologia Cyborg
Omul de știință din Minnesota, Michael McAlpin, s-a concentrat și pe activitatea imprimantelor 3D.
De regulă, în cursul cercetărilor, el și colegii săi înlocuiesc inima cu un stimulator cardiac, genunchiul cu titan. Tehnologiile moderne permit instalarea în locul organului afectat, de exemplu, ficatul, o copie tridimensională a acestuia, formată din aceleași celule ca și originalul.
Una dintre primele realizări ale laboratorului McAlpin a fost urechea - o spirală de nanoparticule de argint a fost încorporată în coaja roz a cartilajului. Apoi invenția a devenit subiectul ridicolului datorită simplității și aspectului grosier. Cu toate acestea, urechea a fost capabilă să detecteze frecvențele radio care se aflau în afara domeniului normal al oamenilor.
Era o celulă de același tip cu electronică simplă. În comunitatea științifică, aceasta a fost numită „înregistrare directă”, „fabricație aditivă”, deoarece toată lumea a înțeles că aceasta nu a fost încă tipărirea 3D. Cu toate acestea, bariera a fost aruncată. Astăzi, proiectele bionice 3D sunt peste tot.
Soluții inginerești pentru viitor
McAlpin lucrează la o mașină care poate prelucra diferite tipuri de materiale în același timp, poate combina rapid substanțele biologice și electronica.
Desigur, nu a venit încă momentul în care urechile protetice cu superputeri sunt la dispoziția tuturor. Dar nu este chiar atât de departe, datorită muncii echipei lui McAlpin. Laboratorul lui nu se oprește la ureche. Cel mai recent, echipa savantului a creat un ochi bionic. Acum inginerii lucrează la pielea bionică și la măduva spinării regenerată.
McAlpin crede că nimeni nu are nevoie de o imprimantă 3D, deoarece imprimă doar desktop-uri voluminoase. Extinderea funcțiilor tehnologiei, introducerea algoritmilor datorită cărora dispozitivele vor funcționa cu polimeri moi, diverse materiale biologice și electronice.
Injecții fără durere
La Universitatea din Texas din Dallas, o echipă condusă de Jeremiah J. Gassensmith lucrează la îmbunătățirea acei de injecție folosind tehnologia 3D.
„Ace nu au prieteni”, glumește Ron Smaldon, un chimist UT-Dallas și membru al grupului Gassensmith. Împreună cu studenții absolvenți Daniel Berry și Michael Luzuriaga, Ron a ajutat la dezvoltarea plasturelor de microneedle 3D. Seamănă cu o bucată de bandă de canal în care este turnat un vaccin sau un medicament.
Patch-ul conține o grilă de ace microscopice. Aceștia străpung stratul superior al pielii pacientului complet nedureros pentru a furniza organismului medicamentele necesare. În prezent, producția de microneedle se realizează folosind matrițe din plastic sau din șabloane din oțel inoxidabil folosind litografie. Utilizarea tehnologiei 3D și a plasticului biodegradabil va reduce semnificativ costurile de dezvoltare. Patch-urile microneedle în viitorul apropiat pot fi produse oriunde există o sursă de energie.
Înotători de robot microscopic
Hakan Ceylan, cercetător la Institutul Max Planck pentru Sisteme Inteligente (Stuttgart, Germania), face planuri ambițioase: vrea să elimine nevoia de intervenție chirurgicală. Cum? Robotii-înotători (microsimmers) de dimensiunea unei cuști îl vor ajuta în acest sens.
„Intervențiile chirurgicale sunt foarte traumatice. Multe intervenții chirurgicale sunt fatale. Sau oamenii mor din cauza infecțiilor postoperatorii”, spune Hakan Ceylan.
Microsimmerii sunt creați pe o imprimantă 3D folosind polimerizarea cu doi fotoni și hidrogelul elicoidal dublu cu nanoparticule magnetice. Roboții de înot sunt semi-autonomi. Acestea sunt implantate folosind radiații magnetice externe. De asemenea, sunt capabili să răspundă la anumite semnale de mediu sau substanțe chimice pe care le întâlnesc în interiorul corpului.
Analiza creierului
Eric Wiire lucrează la Universitatea din San Diego. El examinează creierul: cauzele migrenelor, tinitusul, amețelile și alte tulburări. Opera lui Viire presupune utilizarea tehnologiei de realitate virtuală pentru a trata unele dintre aceste condiții.
Omul de știință studiază, de asemenea, posibilitățile de analiză video în diagnosticul melanomului. Utilizarea acestei tehnologii va face posibilă crearea bazelor de date mai mari, de mai bună calitate și senzori hiperspectrali mai ieftini.
Ilya Filatov
