Ако до преди няколко години сте виждали 3д принтерите само по научно фантастичните филми, днес тази концепция се превърна в пълна реалност. Сега е напълно възможно да срещнете приложението на тази технология в почти всяка една индустрия по света.
Причината за това широко приложение се дължи от една страна на множеството предимства на триизмерните принтери и от друга на вече достъпната им цена. Това важи със същата сила и при биопринтерите, които често биват бъркани с традиционните 3д устройства.
Реално погледнато тук концепцията е една и съща, като единственото нещо, в което ще намерите разлика е различното изпълнение. Ето затова, ако желаете да научите повече относно тази иновативна система ви съветваме да останете с нас, тъй като днес ще ви представим основите на биопринтирането.
Същност на триизмерното биопринтиране
Подобно на традиционните триизмерни принтери, така и биопринтерите функционират, като механично екструдират определено вещество, за да изградят определена структура или обект. Те обаче не са предназначени да използват еднакви материали или да отпечатват едни и същи обекти. Именно тук е съществената им разлика.
Биопечатът представлява друга форма на адитивно производство, която използва клетки или други биосъвместими материали известни под наименованието ‘’мастила’’ или ‘’биолинкове’’.
Чрез тях иновацията отпечатва живи структури, които имитират поведението на естествените живи системи, като кости, тъкани и кръвоносни системи. Тези структури от своя страна могат да се използват за изследване на функциите на всички човешки тъкани.
Ето затова приложението на машината е силно застъпено в областта на тъканното инженерство и регенеративната медицина. Също така не е изключено да срещнете биопринтиране с цел фармацевтичното разработване на лекарствени средства и други.
Източник: Flickr
Къде може да се срещне приложението на 3D биопринтирането ?
В интерес на истината биопринтирането не е нещо ново за съвременната медицина, тъй като първите сведения за неговата пряка употреба са от преди повече от едно десетилетие.
Разбира се в началото не всичко е било перфектно, но с течение на времето технологията напредва до такава степен, в която може да предоставя триизмерен продукт на специфична за пациента тъкан. С този краен продукт, лекарите могат да посочат точни и напълно персонализирани лечения.
Именно факта, че могат да се създават живи материали, които да споделят общи черти с ествените тъкани е водещото предимство на биопринтирането. По този начин изследователите могат да изследват ефектвите на различни заболявания, прогресията на състоянието и най-вече възможните лечения в естествена микросреда.
В сферата на здравеопазването, биопринтерите имат пряка намеса също и при :
- Разработването на тъкани за фармацевтично тестване
- Козметичната хирургия
- Отпечатването на изкуствени органи
- Регенерация на костна тъкан и протезиране
Изкуствени органи
С всяка изминала година проектите за биопечат на органи се разрастват значително. Всеки нов проект представлява една стъпка напред към превръщането на тази техника в едно напълно функционално и жизнеспособно решение.
Именно поради това биопечатът се очертава, като обещаващ подход в областта на изкуствените органи. Този метод ще има за цел да предложи дългосрочни решения на препятствията пред които се изправят редица пациенти, нуждаещи се от спешна трансплантация.
Високото нарастване на недостатъчността от донори засили доста интереса към приложението на технологията в този сектор. Все пак наличието на триизмерно отпечатани органи ще помогне изключително бързо на пациентите в нужда.
Ето затова сега можем да се похвалим с факта, че някои от специализираните лаборатории по света, разполагат с възможността да отпечатват човешки черен дроб, бъбрек, както и дори сърце.
Протезиране
3d биопринтирането е уникална технология, която има огромен потенциал и в областта на регенеративната медицина. Макар все още да е в налачен етап, технологията позволява на специалистите да разработват персонализирани протези, като кожа или ставне хрущял.
Засега голям акцент в развитието на биопечата в тази насока остава въпроса как да се направи отпечатания материал да бъде нетоксичен и благоприятен за повторно израстване на тъканите. Обзалагаме се обаче, че това предизвикателство ще бъде раазнищено съвсем скоро предвид бързите темпове на развитие на технологията.
Източник: Flickr
Как функционира 3D биопринтирането ?
За да се достигне до етапа на производство, биопринтерът трябва предварително да получи скица на това, което ще се създава с него. Обикновено тази ‘’скица’’ е под формата на цифров файл, който в сферата на триизмерните машини е познат под наименованието CAD файл.
Веднъж щом устройството получи своя файл, идва ред на това да заредите принтера с подходящите материали – биолинкове. Биолинковете представлява комбинация от живи клетки и съвместима основа.
Тази основа може да бъде следните няколко вида :
- колаген
- хиалуронан
- алгинат
- желатин и много други
Основата има ключово значение, защото тя осигурява на клетката ‘’скеле’’, върху което да расте и съответно да си набавя необходимте хранителни вещества, за да оцелее.
При натискането на стартовия бутон за принтиране, машината започва да пресъздава желания обект слой по слой, според указанията от предоставения цифров файл. Благодарение на лепилото, което се използва, всеки слой се охлажда и залепва качествено, за да създаде едно твърдо и стабилно парче.
Важно : Цифровият файл, който се използва от принтерите за биопринтиране, често се съставя при сканирането на пациента. Високата прецизност при сканирането на тъканнта е от съществено значение, за да може след това устройството да пресъздаде точно копие на обекта.
Източник: Flickr
Защо тази технология има толкова ключово значение ?
Като цяло, внедряването на новите технологии за печат играят ключова роля в революцията на множество сектори по света. На този етап на някои места тя вече е започнала. Типичен пример е сферата на медицината, именно където биопринтерите имат най-съществено значение.
Все пак нека не забравяме, че те могат да произвеждат тъканни структури, които да разполагат с напълно реална микро и макро среда на човешките органи. Това е от изключително преимущество за специалистите, тъй като така те могат да осъществяват клинични изпитания на редица лекарства.
Макар изкуственото отпечатване на човешки органи и кожа да звучи, като поредица от някой научно-фантастичен филм, ние ви уверяваме, че това е самата действителност. В изследователските съоръжения и болници из целия свят се бележи значителен напредък на 3д печата, особено за биопечата, който предоставя нови възможности за научни изследвания и лечение.
В крайна сметка идеята за отглеждане на лабораторни човешки тъкани, може да означава край на тестването на лекарства върху животни и хора. Наред с това, както вече казахме технологията ще бъде идеалното решение относно казуса с донорството на ограни по целия свят.
С всеки изминал ден биопринтерите все повече обещават да бъдат следващото голямо нещо в цялостното здравеопазване, тъй като потенциалнът им е несравним. Ето затова можем да потвърдим, че значението му е повече от съществено.
