Organe auf Abruf? 3D Drucker könnte Herz, Arterien bauen.


Handelsübliche 3D-Drucker lebende Organe, Hilfe bei der Reparatur des menschlichen Körpers erstellen eines Tages helfen könnte, sagen Forscher.

Wissenschaftler haben eine Möglichkeit, gedruckte 3D-Modelle von verschiedenen anatomischen Strukturen, einschließlich Herz, Gehirn, Arterien und Knochen entwickelt. In Zukunft könnte dieser Prozess verwendet werden, um 3D-gedruckten weiche Implantate zu schaffen, in denen lebendes Gewebe in Form Organe wachsen kann. Eine weitere Anwendung dieser innovativen Technologie Lebensmittel Drucker, erinnert an die Replikatoren auf der TV-Show "Star Trek" zu sehen sein könnte, hinzugefügt die Wissenschaftler.

Ein 3D Drucker ist eine Maschine, die Elemente aus den unterschiedlichsten Materialien erstellt: Kunststoff, Keramik, Glas, Metall und noch mehr ungewöhnliche Zutaten, wie lebende Zellen. Das Gerät funktioniert durch Hinterlegung Materialschichten, genauso wie normale Drucker, Tinte festzulegen, können außer 3D Drucker auch flachen Schichten übereinander, 3D Objekte erstellen festzulegen. [7 coole Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin]

Konventionelle 3D-Drucker fertigen Objekte aus starren Materialien, wobei jede Schicht die darunter liegenden Ebenen eine stabile Grundlage erhalten. Allerdings hat weiche Materialien drucken als schwierig erwiesen, vergleichbar mit Aufbau eines Objekts aus Jell-o.

"Metalle, Keramiken und steife Polymere 3D gedruckt für viele, viele Jahre, aber auch weiche Materialien, diejenigen, die unter ihrem eigenen Gewicht verformen kann, wurden schwieriger, während des Druckprozesses zu unterstützen", sagte Adam Feinberg, einem biomedizinischen Ingenieur an Carnegie Mellon University und senior-Autor der neuen Studie.

Forscher haben 3D Drucker verwendet, um starre medizinische Geräte individuell für den einzelnen Patienten zu erstellen. Diese Geräte sind Hörgeräte, Implantate und prothetische Hände. Könnte jedoch mit 3D-Drucker um weiche Implantate einen Prozeß bekannt als Bioprinting zu erstellen, bieten Alternativen zu traditionellen Transplantationen für die Reparatur oder den Ersatz von geschädigten Organen Feinberg sagte.

"Die Einsatzmöglichkeiten, die wir vorstellen, sind im Bereich des Tissue Engineering – im wesentlichen 3D Drucken Gerüste und Zellen, Gewebe und Organe nachwachsen" Feinberg sagte Leben Wissenschaft.

Die Wissenschaftler entwickelten einen Weg der 3D-Druck weiche Materialien in ein Bad von unterstützenden Flüssigkeit, die Gelatine-Pulver, ähnlich dem Typ enthält, die in einem Supermarkt zu finden.

"Wir drucken ein Gel im Inneren ein weiteres Gel, das erlaubt uns, das weiche Material genau zu positionieren, wie es gedruckten, Schicht für Schicht gerade," sagte Feinberg in einer Erklärung.

Mit medizinischer Bilddaten, die Forscher ihre neue Technik, frische, genannt oder "Freeform Reversible Einbettung von ausgesetzt Hydrogele," vereinfachte, Proof-of-Concept anatomische Strukturen zum Drucken verwendet. Diese wurden von einer Vielzahl von biologischen Materialien, wie z. B. das Kollagen in Sehnen und Bänder gefunden. Die Teststrukturen enthalten einen menschlichen Femur, eine menschliche Koronararterie, ein fünftägiges embryonalen Küken Herz und den externen Falten des menschlichen Gehirns. [5 verrückte Technologien, die Biotechnologie revolutioniert werden]

Die Modelle mit einer Auflösung von ca. 200 μm gedruckt wurden, sagten die Forscher. (Im Vergleich dazu ist das durchschnittliche menschliche Haar etwa 100 µm Breite.)

"Wir profitieren kann wie Kollagen, Fibrin und Alginat, die die Art der Materialien, die der Körper verwendet, um sich und 3D zu bauen, die sie drucken,", sagte Feinberg. "Können wir jetzt aufbauen Tissue-Engineering-Gerüste, die unter Verwendung dieser Materialien in unglaublich komplexe Strukturen, die besser denen der echte Gewebe und Organe im Körper entsprechen." (Fibrin hilft Blutgerinnsel, ausmachen, während Alginat in vielen Algen gefunden wird.)

In dieser neuen Technik Unterstützung Gel um die 3D-Strukturen einfach weggeschmolzen und entfernt durch Erhitzen auf Körpertemperatur. Solche Temperaturen keine empfindliche biologische Moleküle oder lebende Zellen ausgedruckt in der Methode nicht schaden würde, sagte der Wissenschaftler.

Die Forscher darauf hingewiesen, dass sie noch nicht Bioprinted Organe haben. "Diese Arbeit ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung von ermöglicht es uns, biologische Materialien zu verwenden, die wir für notwendig halten", sagte Feinberg. "Jahrelanger Forschung sind jedoch immer noch erforderlich."

In der Zukunft sagten die Forscher möchten echte Herzzellen in ihre Arbeit integrieren, sie. 3D-gedruckten Strukturen dienen als Gerüste, in denen die Zellen wachsen und Herzmuskel bilden können.

Bioprinting lebenden Zellen ist ein wachsendes Feld, aber bis jetzt die meisten 3D Bioprinters im Einzelhandel für mehr als $100.000 oder spezialisierten Know-how zu bedienen (oder beides), Begrenzung der Möglichkeiten für die Verbreitung der Technik erforderlich. Jedoch kann diese neue Methode mit Verbraucherebene 3D-Drucker erfolgen, die Kosten weniger als $1.000. Darüber hinaus nutzt Open-Source-Software, die die Forscher sagen, sie einladen zu hacken und zu verbessern.

"Unsere Vision ist, dass andere Forschungsgruppen diese Technologie nehmen und es im großen und ganzen auf andere Gewebe-Engineering und weiche Materialien 3D-Druck Herausforderungen anwenden können", sagte Feinberg.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert (Okt. 23) heute online in der Fachzeitschrift Science fördert.

Folgen Sie Live Science @livescience, Facebook & Google +.

Verwandte Artikel

Bye, Bye Kugeln: Neue 3D-Drucker könnte Implantate, Elektronik bauen

Mehrere neue 3D-Drucker präsentiert auf der CES 2015 in Las Vegas Anfang dieses Monats legen nahe, dass die 3D Druckindustrie – bekannt für bunte Kunststoff Doodads massenhaft – könnte eine neue, mehr wissenschaftliche Blatt umdrehen werden. Inmitten der...

3D-Druck zielt darauf ab, die Organe auf Anfrage liefern

Sterbenden Patienten könnte eines Tages eine 3D-gedruckten Organ aus eigenen Zellen, anstatt zu warten auf lange Listen für die Mangelware von Organtransplantationen gemacht erhalten. Wie ein futuristischer Traum bleibt weit von der Realität, sondern Univ...

Los Angeles, um auf Abruf "fahrerlose Busse" bekommen

Stadt Links: LA es selbstfahrenden Shuttles, Istanbuls Straßenkatzen, New York verlassen Kinos und den Städten wo Miete Gehalt Feature in dieser Woche Roundup der besten städtischen Geschichten von rund um den Globus schluckt Diese Woche führt uns aus Bev...

SunTrust Achsen Regel, dass entlassene Arbeitnehmer "auf Abruf für zwei Jahre" für keinen Lohn

Die 'fortgesetzte Zusammenarbeit'-Klausel erforderlich, IT-Fachkräfte bieten die Firma mit Unterstützung für bis zu zwei Jahre, nachdem sie gehen lassen, waren Das Unternehmen sagte US-Bank SunTrust gezogen hat einen u-turn auf eine Richtlinie IT entlasse...

Diese neue Entdeckung deutet darauf hin, dass Leben auf der Erde enden könnte vor April über

Wie denken Sie, dass die Welt endlich enden wird? Atomkrieg? Globale Erwärmung? Vielleicht auch nicht. Wir haben Sie vor einigen Monaten über die Entdeckung des Planeten neun aktualisiert, aber jetzt Forscher Daniel Whitmire früher von der University of L...

Man könnte diese Metall-3D-Drucker für $1.500 bauen.

Eine Einschränkung der 3D-Druck ist in den Materialien – Kunststoff möglicherweise die meisten erschwinglich und weithin verfügbar, aber es ist auch billig und spröde. So haben einige Studierende der Universität Michigan Tech eine relativ billige Metall-3...

Muss der internationalen Raumstation einen Arzt auf Abruf?

Die Antwort ist ja... und Nein! Es kommt auf deine Definition von "on Call". Das ISS-Mission Control Center in Houston, Texas hat einen Stab von Flight Controller verfügbar 24/7, 365 Tage im Jahr. Die Fluglotsen trägt den Spitznamen des Fliegera...

3D Drucker könnte Get viel billiger nach 2014

Die 3D Druck "Revolution" ist nicht nur durch den Stand der Technik statt. Es ist auch Wabbel durch die schiere Kosten eines 3D-Druckers. Aber im Februar 2014 einige wichtige Patente verfallen, verlassen eine Öffnung für Wettbewerber mit billige...

Menschen auf dem Wasser gehen könnte?

Jahrhundertelang haben Menschen die Idee, die wir eines Tages auf dem Wasser gehen könnte, schwebte. Im 15. Jahrhundert Leonardo da Vinci erfand ein paar Ponton-ähnliche Schuhe für diesen Zweck bestimmt, und im Jahr 1988, französische Entertainer Remy Bri...

Liebe auf den ersten Blick könnte genetisch bedingt sein.

Liebe auf den ersten Blick könnte wirklich sein, zumindest, wenn es darum geht,Genetik, schlägt eine neue Studie. In der Forschung getan mit Fruchtfliegen(aber möglicherweise die Auswirkungen für den Menschen) Wissenschaftler herausgefunden, dass Weibchen...

Wie 3D-Druck entstehen Schwärme auf Abruf von Einweg-Drohnen

Neue Fortschritte in der 3D-Druck machen es nicht nur möglich sondern auch tragfähige Herstellung billige, Print-on-Demand, Einweg-Drohnen entwickelt, einfach um schweben Sie über dem Horizont und komm nie mehr zurück. Einige britische Ingenieure hat gena...

Ein genauerer Blick auf wie 3D-Druck Farbe könnte die Welt verändern.

[youtube]FglwisdGMH8[/youtube] Nicht alles kam immer in Technicolor; TV, Filme und Fotografie gab es nur in schwarz und weiß für den Anfang. Und zwar weitgehend 3D-Druck mit einfarbigen Kreationen festgesessen, es hat vor kurzem begonnen um weitere b...

Warum ich mein Kleinkind auf 48 Monate Pflege könnte

Meine Stieftochter Heba –, die schon erwachsen war, als ich in ihr Leben – immer kam neckt mich: wie alt ist das Kind wieder? Olivias 3-1/2, als Heba gut kennt, und ja, sie Krankenschwestern noch vor dem Schlafengehen und nach dem Aufwachen. Was ich sagen...

Das Eistauchen Roboter, der nach außerirdischen Lebensformen auf Jupiters Mond aussehen könnte

[youtube]IY9Xt1WxrNI[/youtube] Die Suche nach außerirdischem Leben beginnt oft genug, auf der Erde. In diesem Fall ist es ein Alaskan-Gletscher, wo der Roboter "Walküre" seine Eis-chomping Fähigkeiten in einem Feldtest erweist. "Walküre&quo...