Comment l'impression 3D pourrait être possible un jour

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L'impression 3D fait fureur en ce moment; les gens impriment des pièces de machines, statues de cosplayeurs Votre prochain souvenir de convention? Une statue imprimée en 3D de vous!Lors des conventions geek, Zero Point 3D scanne les cosplayers dans leur système en tant que modèles numériques qu'ils peuvent ensuite imprimer dans une variété de tailles. Lire la suite , maisons modèles, et même mains prothétiques qui ressemblent à celles d'Iron Man. Mais la chose la plus intéressante qui est actuellement imprimée est peut-être le tissu humain.

Comment ça marche? Que peut-on imprimer? Et pourra-t-on jamais imprimer un être humain à part entière? Voyons ce que la technologie et la science ont à dire.

Bioprinting

Le processus d'impression de tissu est appelé bio-impression, et les techniques qui le sous-tendent sont assez impressionnantes.

Tout d'abord, les cellules sont prélevées sur un donneur et insérées dans une culture qui leur permet de se multiplier. Une fois que suffisamment de cellules ont été cultivées, elles sont chargées dans une cartouche d'imprimante. Ensuite, ils sont posés comme

tout autre matériau utilisé dans une imprimante 3D Qu'est-ce que l'impression 3D et comment fonctionne-t-elle exactement?Imaginez si vous pouviez imprimer des objets en trois dimensions directement à partir d'une imprimante dans votre maison. Quand j'étais enfant à l'école primaire, je pensais que ce serait génial si je pouvais imprimer des pizzas ... Lire la suite . La structure est construite couche par couche, avec des couches alternées de cellules et un matériau structurant, qui peut être un gel à base d'eau ou une substance à base de sucre (parfois un échafaudage artificiel est également utilisé pour aider à créer la forme appropriée de la pièce étant imprimé).

Une fois le tissu imprimé, les couches de cellules commencent à croître ensemble, comblant les écarts entre elles et remplissant la structure tissulaire voulue. Une fois que les cellules ont fusionné et mûri, le tissu est prêt pour l'expérimentation en laboratoire ou pour être transplanté chez un humain, généralement la personne qui a donné les cellules en premier lieu.

L'un des grands avantages de la bioimpression de tissus par rapport au processus de transplantation standard est que le tissu est créé avec des cellules de la du corps du patient, ce qui réduit considérablement les risques de rejet, une condition qui résulte du fait que le corps ne reconnaît pas l'implant tissu. Cela peut entraîner des problèmes majeurs et la communauté médicale est très enthousiasmée par le potentiel de l'impression 3D pour réduire l'incidence du rejet.

Alors qu'est-ce qui a été bioimprimé? Les vaisseaux sanguins, les os (y compris un crâne), la trachée, la vessie, les valves cardiaques, la peau et même une oreille ont été créés avec succès avec cette méthode. Création d'une équipe en Chine petits reins qui ont fonctionné pendant quatre mois. Mais les scientifiques ont fixé leur objectif beaucoup plus haut. Certains chercheurs ont commencé à imprimer du tissu hépatique, bien que l'impression d'un foie entier puisse prendre jusqu'à dix jours.

Et un groupe travaille même sur l'impression 3D d'un cœur humain.

La pointe de la technologie de la bioimpression d'aujourd'hui

L'équipe, basée à l'Université de Louisville et dirigée par le biologiste cellulaire Dr Stuart Williams, affirme que le cœur «bioficial» serait une combinaison de matériaux artificiels, et serait probablement utilisé pour la transplantation chez les personnes souffrant d'insuffisance cardiaque qui ne sont pas des candidats pour les cœurs artificiels traditionnels, comme les enfants.

Il prédit que son équipe pourra assembler un cœur entier dans trois à cinq ans, et que les essais humains pourraient commencer dans la décennie.

Si vous songez à construire un avion, vous construisez des pièces individuelles puis les assemblez. Nous faisons exactement la même chose avec le cœur bioficial.
—Dr. Stuart Williams

L'équipe vise une fenêtre de sept jours à partir du moment où l'équipe médicale récolte 50 CC de graisse d'un patient (environ la taille de deux balles de golf) jusqu'au moment où le cœur est imprimé. Sept jours seulement pour créer un cœur entièrement nouveau. En théorie, ce cœur sera ensuite utilisé pour remplacer tout moyen artificiel actuellement utilisé pour maintenir le cœur du patient en marche.

L'avenir

Donc, si nous pouvons imprimer les os, les vaisseaux sanguins, les organes et la peau, cela n'a-t-il pas de sens que la prochaine chose à penser est d'imprimer un être humain complet? Cela ressemble à de la science-fiction, mais, comme nous l'avons vu, la science-fiction et la réalité ont tendance à ne pas différer autant que nous l'attendons Humains bioniques: la technologie des exosquelettes redéfinit les limitesLa recherche sur les exosquelettes est en cours depuis plus d'un siècle, aboutissant à un certain nombre de prototypes viables. Étonnamment, cependant, ils se concentrent moins sur la force surhumaine et plus sur l'amélioration de l'endurance et de la qualité de vie. Lire la suite quelquefois. Suspendez votre incrédulité pendant quelques minutes et entreprenons une expérience de réflexion.

L'impression 3D d'un être humain, si possible, est encore loin. Imprimer un foie et un cœur est une chose, mais imprimer un corps entier en est une autre. Alors que 50 CC de graisse suffisent pour imprimer la plupart des vaisseaux sanguins du cœur, il y a une énorme quantité de matière dans l'humain corps, ce qui signifie que nous aurions non seulement besoin de trouver un moyen de cultiver suffisamment de matière, mais nous aurions également du mal à tout cartographier correctement.

Jetez un coup d'œil à tout manuel d'anatomie et vous verrez qu'il y a des milliers de minuscules morceaux qui s'emboîtent parfaitement dans le corps humain qui fonctionne correctement.

Cependant, avec le chemin parcouru par la modélisation informatique, il n'est pas difficile d'imaginer que nous pourrons éventuellement cartographier l'ensemble du corps humain. Nous avons cartographié l'ensemble du génome humain, nous avons trouvé des moyens d'utiliser des lasers pour numériser des images 3D de personnes, et nous développons constamment de nouvelles technologies médicales. Nous avons même entièrement simulé des parties du cerveau. Et cela nous amène au problème le plus important.

Comparé au cerveau, le reste du corps est un jeu d’enfant. Il y a 100 milliards de neurones et 100 billions de synapses dans un cerveau humain moyen. Il sera extrêmement difficile d'imprimer autant de neurones, et encore moins de les connecter tous de la bonne manière. Nous ne comprenons sans doute même pas qu'est-ce que la conscience Machines à penser: ce que la neuroscience et l'intelligence artificielle peuvent nous apprendre sur la conscienceLa construction de machines et de logiciels artificiellement intelligents peut-elle nous renseigner sur le fonctionnement de la conscience et la nature de l'esprit humain lui-même? Lire la suite .

Les médecins ont imprimé une réplique d'un cerveau pour les aider à se préparer à la chirurgie et ont imprimé un grand modèle d'un neurone, mais en fait, descendre à ce niveau de détail est bien au-delà de tout ce que nous avons jamais terminé.

Bien sûr, vous pourriez simplement remplacer le cerveau par un ordinateur, mais vous auriez encore à imprimer le système nerveux, ce qui serait également difficile, surtout quand il s'agit de quelque chose comme les nerfs optiques, qui doivent fonctionner parfaitement pour être de tout utilisation.

Peut-on le faire?

impression en 3D 5 applications d'impression 3D incroyables que vous devez voir pour y croireQue feriez-vous avec une imprimante 3D? Si les personnes qui développent ces applications ont quelque chose à dire à ce sujet, vous pourriez être surpris. Lire la suite un être humain, si cela devait arriver, arrivera probablement loin dans le futur - beaucoup plus loin que n'importe quel lecteur de cet article est susceptible de voir.

Cela exigera une énorme quantité de progrès biotechnologiques et des changements radicaux dans notre façon de penser à la fois la technologie et le corps humain. Peut-on le faire? J'hésite à dire «non», car il y a tout autour de nous des exemples de choses que quelqu'un a autrefois dit ne pas pouvoir faire. L'impression 3D elle-même était de la science-fiction Guide du débutant ultime pour l'impression 3DL'impression 3D était censée être la nouvelle «révolution industrielle». Il n'a pas encore conquis le monde, mais je suis ici pour vous parler de tout ce que vous devez savoir pour commencer. Lire la suite jusque récemment. S'il y a une chose que nous savons sur l'humanité, c'est que nous nous surprenons constamment.

Qu'est-ce que tu penses? Verrons-nous jamais un corps humain imprimé en 3D? Quelles utilisations cela pourrait-il éventuellement servir? Devrions-nous même imprimer des organes humains (tout le monde ne le pense pas)? Partagez vos pensées ci-dessous!

Crédits image: Imprimante 3D Via Shutterstock, Image virtuelle du cœur humain avec cardiogramme, squelette humain de la vue postérieure et antérieure - planche didactique d'anatomie du système osseux et musculaire humain via Shutterstock.