Wie 3D Druckern, Augen, Knochen und Blutgefäße Kurbeln sind
In der Morgendämmerung des rapid-Prototyping war eine allgemeine Aussage, dass 3D-Druck verwandeln würde, Verarbeitendes Gewerbe, spornen eine Verbraucher-Revolution, die einen Drucker in jedem Haus setzen würde. Die noch nicht ganz zufällig –- und wie so viele neue Technologien, rapid-Prototyping hat seine Position in ein überraschend anderes Feld gefunden: Medizin.
Die folgenden Studien und Projekte repräsentieren einige der faszinierendsten Beispiele von "Bioprinting", oder mit Hilfe einer computergesteuerten Maschine zusammenzubauen biologischen Materie mit organischen Tinten und super-harte Thermoplaste. Sie reichen von der Rekonstruktion der Hauptabschnitte des Schädels zu drucken Gerüste auf denen Stammzellen neue Knochen wachsen können. Mehr unten – und halten Sie Ausschau nach mehr 3D-Inhalte drucken Woche in den nächsten Tagen.
Schädel
Osteofab ist ein Produkt von einer britischen Firma namens Oxford Performance Materials hergestellt. OPM geriet das Unternehmen durch den Verkauf ein Hochleistungspolymer häufig in medizinischen Implantaten verwendet – ein Thermoplast genannt Polyetherketoneketone — in roher Form. Aber in den letzten Jahren hat das Unternehmen auch die Anwendung von dem Zeug, in erster Linie durch additive Fertigung Pionierarbeit. Im Februar erhielt ein amerikanischen Patienten einen FDA-zugelassene Totenkopf Patch hergestellt aus den Materialien, die sorgfältig geformt und gedruckt 75 Prozent seiner einzigartigen Schädel Geometrie angepasst worden. [Osteofab]
Haut
Ein großes Problem mit der Idee der "Druck" neue Haut ist, wie schwierig es ist, einen bestimmten Hautton in jeder Art von Licht neu: denn unsere Haut so einzigartig, dünne ist und veränderlich, es schwer ist, eine genaue Replik zu perfektionieren. Es gibt zu viele interessante Studien, in einem kurzen Absatz zu diskutieren, aber zwei highlights: Wake Forest Wissenschaftler James Yoo an der Maschine, die tatsächlich drucken Haut direkt auf Verbrennungsopfer als Teil eines DoD-finanzierten Zuschusses arbeitet, während Wissenschaftler an der University of Liverpool sorgfältig kalibriert 3D-Scanner sie verwenden verwenden, um Proben von jedem Thema vorhandenen Skin, erfassen die ihnen erlaubt, einen genauere Patch drucken können.
Die Forschung ist im Gange, aber das Team plant, erstellen Sie eine "Haut-Datenbank" der aufgenommenen Proben, die aus entfernten Krankenhäusern ohne die Kameras benötigt, um ein Thema der eigenen Haut zu erfassen erschlossen werden konnte. [Gizmodo; PhysOrg]
Nasen und Ohren
Erstellen von prothetischen Ohren, Nase und Kinn sind oft schmerzhaft, teuer und aufwendig Erfahrung für Patienten und Arzt beide. Ein UK-Industrie-Designer namens Tom Fripp die letzten Jahren die Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität von Sheffield, 3D verbracht hat drucken eine prothetische billigere, einfacher zu bilden Gesichtsbehandlung. Ihren Prozess beinhaltet das 3D Scannen eines Patienten Gesicht (viel weniger invasiv als casting), Modellierung ein Ersatzteil und drucken es mit Pigment, Stärke und medizinischem Silikon.
Ein zusätzlicher Bonus: Wenn die Prothese verschleißt (zwangsläufig, sie tun), kann der Teil billig neu gedruckt werden. [Wächter]
Augen
Letzte Woche Fripp und das Team von Sheffield stellte die Ergebnisse der Prüfung des gleichen Prozess – auf Augen. Prothetische Augen sind teuer zu machen, da sie von Hand bemalt, und können oft Monate in Anspruch nehmen. Fripp Drucker kann 150 Augen eine Stunde ausfallen – und die Details, wie Irisfarbe, Größe und Blutgefäße, können leicht angepasst werden, basierend auf den Bedürfnissen des Patienten. [PhysOrg]
Medizinische Implantate
Als elektronische Geräte – von Drohnen für medizinische Implantate – kleiner, Wissenschaftler haben gekämpft, um Batterien klein genug, um sie an die Macht zu fertigen. Aber ein Team der Harvard-Ingenieure ist 3D-Druck mikroskopisch kleine Batterien, die so klein wie ein Stück aus Sand sind. Das Team erklärt:
... die Forscher eine Tinte für die Anode mit Nanopartikeln ein Lithium-Metalloxid zusammengesetzte und eine Farbe für die Kathode aus Nanopartikeln eines anderen erstellt. Der Drucker hinterlegt die Tinten auf die Zähne von zwei goldenen Kämmen, einen fest interlaced Stapel von Anoden und Kathoden zu schaffen. Dann die Forscher die Elektroden in einem kleinen Behälter verpackt und füllte ihn mit einem Elektrolyt-Lösung um die Batterie zu vervollständigen.
Sie könnten schließlich macht medizinische Implantate – wie diese, die —, sind durch Machtfragen Wabbel. [Harvard]
Knochen
3D-Druck Implantate – wie Kieferknochen – gibt es schon seit mehreren Jahren. Aber eine Handvoll Forscher experimentieren mit Druck tatsächlichen Ersatz-Knochen. Zum Beispiel ein University of Nottingham-Wissenschaftler namens Kevin Shakeshaff entwickelte sich eine Bioprinter, die ein Gerüst von Polymilchsäure schafft Säure und gallertartig Alginat – die dann in adulten Stammzellen beschichtet ist. Laut Forbes das Gerüst löst und durch Knochenneubildung innerhalb von etwa drei Monaten ersetzt werden. [Forbes]
Blutgefäße und Zellen
Wir können möglicherweise Organe zu drucken, sondern Teil des Problems mit dieser hergestellten Gewebe besteht darin, ein funktionierendes Herz-Kreislauf-System, mit ihm zu gehen. Günter Tovar, ein deutscher Wissenschaftler, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Engineering Grenz- und Biotechnologie, führt ein Projekt namens BioRap, die 3D-gedruckten Blutgefäße mit einer Mischung aus synthetischen Polymeren und Biomoleküle entwickelt. Diese gedruckten Systeme werden an Tieren getestet – sie sind noch nicht bereit für den Menschen – aber sie könnten schließlich gedruckten Organtransplantationen ermöglichen. Fraunhofer-Institut