Казалось бы, простейшая технология, но только недавно реализованная в инженерной практике, все чаще звучит и в новостях медицинских научных учреждений.
Мечта человека и пророчества фантастических произведений - из ничего сделать предмет, в настоящее время становится вполне реальной. Как замечательно, имея набор простых материалов, практически в домашних условиях, можно наладить производство сложных по конфигурации предметов и деталей. Тем более здорово, если эта технология позволяет облегчить нашу жизнь в плане обеспечения нашей жизнедеятельности и избавления от тяжелых недугов. Простота 3D принтера заключается в том, что предмет послойно моделируется из каких либо расходных материалов. Образ предмета создается виртуально, компьютерной программой. Так отсканировав пространственный объем предмета, программа создает его виртуальное изображение, разделяет его на параллельные 2D слои, а сам принтер слой за слоем наносит необходимый материал. В качестве материала, по самым смелым замыслам может быть как простое вещество, например металлы, так и сложные органические вещества- любые полимеры, белки, группы белков. Сложность составляет процесс самого нанесения. Если с пластиками и другими термоплавкими веществами проблем не возникает, их можно плавить любым источником тепла, то с металлами и белками есть проблемы.
Как организовать дома производство пластиковой продукции уже не секрет, информацией пестрят СМИ и Интернет, есть даже бытовые 3D принтеры. А вот применение их в биомедицинских целях только начинается.
Компания Oxford Performance Materials в которой знают, что остеопаты лечат родовые травмы совместно с американскими хирургами- травматологами разработали полимер полиэфиркетонкетон позволяющий использовать его как обычный пластик для трехмерной печати биологически малоактивных заменителей костных структур. Искусственные кости созданные таким образом не отторгаются, обладают достаточной прочностью и эластичностью, а порозность материала позволяет собственной костной ткани прорастать полимер и создавать прочное соединение. Выполнив КТ поврежденной кости можно восстановить виртуальную целостность повреждения, смоделировать новую деталь идеальную по размерам и форме и имплантировать её человеку.
Другой немаловажной технологией совместимой с трехмерной печатью является использование стволовых клеток. Стволовые клетки, грубо говоря, представляют собой «болванку»(заготовку) из которой организм строит все свои ткани, обрабатывая её и дифференцируя для своих нужд. Изучением и использованием стволовых клеток занимаются довольно давно, но 3D-принтер позволяет произвести прорыв в технологии создания искусственных органов. Американская компания Organovo и австралийская компания Invetech создали первый серийный 3D-биопринтер, с помощью которого Шотландские ученые из университета Гериот-Ватт научились создавать целые органы. Нанося слой за слоем стволовые клетки пациента уже созданы кожа, отдельные ткани, костный мозг, кости. Вновь полученные материалы не отторгаются пациентом и обладают свойствами обычных тканей. Недавно появилась информация о создании готовой к имплантации печени и мочевого пузыря.
По материалам журнала Science.