3d-принтеры

Ученые заправили 3D-принтер человеческой кровью и вылечили серьезную рану

Ученые из Ирландии вылечили глубокую рану человека при помощи 3D-принтера. Они создали биологические чернила из улучшенной в лабораторных условиях крови пациента и напечатали из нее структуру для помещения внутрь открытой раны. Так как чернила были богаты заживляющими раны тромбоцитами, человек быстро оправился от ранения. По мнению исследователей, примененная ими технология в будущем сможет восстанавливать и другие ткани человеческого организма можно будет не только залечивать раны, но и исправлять другие проблемы со здоровьем. Да и в целом полученный опыт хорошо повлиял на развитие технологии 3D-печати в области медицины. Давайте разберемся в подробностях этого научного достижения.

Интересный факт: на данный момент при помощи 3D-принтеров создаются протезы и имплантаты. Например, медики уже сегодня могут печатать и пересаживать людям ушные раковины, мочевые пузыри и более мелкие органы вроде роговицы глаза. В 2015 году американское управление по санитарному надзору FDA впервые одобрило использование 3D-печати для производства лекарства против эпилепсии.

Чернила для 3D-принтера на основе крови

Своим достижением ирландские ученые поделились в научном журнале Advanced Functional Materials. Относительно недавно перед ними встала задача излечить человека от глубокой раны. Для этого они взяли у пациента образец крови и в лабораторных условиях создали из нее богатую тромбоцитами плазму (PRP). Изначально в периферической крови человека не так много отвечающих за скорость свертывания и восстановления поврежденных тканей тромбоцитов. Но исследователи смогли увеличить их количество в лабораторных условиях. Как именно это происходит, описывать в рамках этой статьи нет смысла это сложный процесс, для объяснения которого нужно много времени.

Тромбоциты отвечают за свертываемость крови

Обогащенная тромбоцитами плазма впоследствии была смешана с гидрогелем метакрилата желатина (GelMA). Благодаря ему, кровь пациента стала гораздо гуще, что позволило использовать ее в качестве чернила для 3D-принтера. На печатном оборудовании ученые создали структуру, способную восстанавливать раны. К сожалению, найти фотографии напечатанной конструкции не удалось. Так что мы не можем сказать, какие у нее размеры и что именно она из себя представляет. В ходе несложной хирургической операции, структура была аккуратно помещена в рану пациента.

К сожалению, фотографии использованного 3D-принтера нет. Но он должен выглядеть примерно так

Читайте также: Хирурги впервые в истории вставили человеку напечатанный на 3D-принтере глаз

Заживление ран при помощи 3D-печати

Как ожидалось, входящие в состав разработанных чернил тромбоциты заметно ускорили заживление раны. В частности, они запустили процесс васкуляризации образования новых кровеносных сосудов. При этом они подавили фиброз, то есть предотвратили рубцевание тканей. По словам профессора биоинженерии Фергала О’Брайена (Fergal O’Brien), в будущем разработанная технология сможет не только заживлять раны, но и использоваться для восстановления других тканей. Он не стал приводить примеры но, скорее всего, речь идет о лечении внутренних органов человека. Если это действительно так, технология 3D-печати когда-нибудь будет способна спасать множество жизней.

В будущем 3D-печать сможет помочь в лечении серьезных болезней

Как я уже писал выше, сегодня ученые способны печатать полноценные человеческие органы. Этот процесс выглядит немного иначе, как в описанном случае. Если говорить коротко, исследователи берут образцы живых клеток, помещают их на поверхность опорных конструкций и размножают. Как правило, в качестве основы для печати органов служат тончайшие пластиковые нити. После формирования нужного органа, ученые подвергают основу воздействию ультрафиолетового света и она разрушается. Звучит очень высокотехнологично, однако у этого метода есть несколько минусов, о которых я рассказывал в этой статье.

Считается, что первый 3D-принтер был изобретен американцем Чарльзом Халом (Charles Hull) в 1986 году. В то время это устройство было очень большим, но сегодня размеры печатного оборудования заметно уменьшились. То же самое можно сказать и о стоимости купить 3D-принтер можно за весьма доступную цену.

Как правило, домашние 3D-принтеры используются для печати простых безделушек. Но, как мы уже убедились, в будущем эти устройства могут спасти множество жизней. Помимо медицины, 3D-печать используется даже в строительстве пару лет назад мы рассказывали о том, что огромный принтер начал строить целый жилой район.

Процесс печати дома на 3D-принтере

Как вы думаете, действительно ли у технологии 3D-печати такой большой потенциал? Своим мнением делитесь в комментариях или нашем Telegram-чате.

Напечатанный на 3D-принтере череп спас жизнь новорожденной девочки

Любая хирургическая операция требует от врачей предельной осторожности одно неверное движение может стать причиной смерти пациента. Особенно аккуратными приходится быть с новорожденными детьми, потому что их кости не сформированы, а внутренние органы очень плохо защищены от внешнего воздействия. В феврале 2022 года, в одном из роддомов польского города Жешув на свет появилась девочка, пятая доля костной части головы которой не была сформирована. По причине того, что одна из областей черепа ребенка практически отсутствовала, ее мозговая ткань оставалась частично оголенной при повреждении, девочка рисковала обзавестись множеством проблем со здоровьем. К большому счастью, на помощь пришла компания Sygnis, которая напечатала на 3D-принтере точную копию ее черепа на основе фотографий. Макет буквально сохранил девочке жизнь, но каким образом? Неужели череп ребенка наполовину сделан из пластмассы?

Ребенок с недоразвитым черепом

У новорожденной девочки из Польши не была сформирована затылочная кость. Она расположена снизу, на задней части головы и нужна для защиты многих отделов мозга например, под затылочной костью находится мозжечок. Этот отдел мозга отвечает за координацию движений тела, регуляцию равновесия и мышечный тонус. Объем мозжечка составляет всего лишь 10% объема всего головного мозга, однако в нем содержится большая часть всех клеток нервной системы.

Расположение костей черепа

Исходя из написанного выше получается, что девочка без затылочной кости легко могла повредить мозжечок и в будущем иметь проблемы с координацией движений. Порок не был диагностирован во время беременности матери о нем узнали только ближе к родом. Ребенок родился, но находился в очень опасном положении, поэтому его быстро перевели в больницу в Кракове.

Статья в тему: Ученые выяснили, что аппетитом управляет мозжечок

Печать черепа на 3D-принтере

Специалисты польской больницы уже знали, что для спасения жизни девочки, нужно провести костную реконструкцию. Как уже было отмечено в начале статьи, операции на детях требуют тщательной осторожности хирургам нужно было точно знать, какую форму имеет мозг пациентки с точностью до миллиметров. Снимки настолько точные данные предоставить не могут, поэтому специалисты обратились к компании Sygnis, которая уже давно занимается 3D-печатью. Сообщается, что фирма бросила все свои дела, чтобы изготовить модель головы девочки и помочь врачам спасти ей жизнь.

Напечатанный на 3D-принтере череп помог спасти жизнь девочки

По словам представителей Sygnis, они приступили к печати сразу после того, как получили данные сканирования головы новорожденного ребенка. Чтобы избежать ошибок, они создали сразу две модели на двух 3D-принтерах используя два разных материала. Самым лучшим вариантом оказался полиамид, который обладает большой прочностью и не повреждается при контакте с хирургическими инструментами. На все это у них ушло всего лишь 24 часа быстрота в этом деле была очень важна, потому что для спасения жизни девочки операцию нужно было провести как можно скорее.

Хирурги впервые в истории вставили человеку напечатанный на 3D-принтере глаз. Вот подробности

Как врачи спасли жизнь девочки

Напечатанная на 3D-принтере модель черепа девочки наглядно показала хирургам, с чем им придется иметь дело. Само собой разумеется, она не стала частью головы ребенка, потому что с возрастом ее череп будет расти. На созданной модели хирурги провели дооперационное тестирование и, так сказать, набили руку. Благодаря этой тренировке, специалисты успешно провели операцию по костной реконструкции. С этого момента уже прошло больше полугода и известно, что с девочкой все хорошо. Это очередной случай, когда технологии смогли спасти человеку жизнь.

Технология 3D-печати уже давно используется в медицине и спасает жизни

Использованная для дооперационного тестирования модель черепа была передана в архив и в будущем будет использоваться студентами. Сообщается, что после этого случая компания Sygnis изготовила еще одну модель она помогла с лечением ребенка с грыжей и сколиозом.

Обязательно подпишитесь на наш Telegram-канал. На уже почти 8 тысяч человек!

Оборудование для 3D-печати уже давно активно используется в медицине. Иногда оно способно на, казалось бы, невозможные вещи. В конце 2021 года мы рассказывали о том, как ученые использовали человеческую кровь для заживления ран при помощи 3D-принтера. Если интересно, как это работает, добро пожаловать в этот материал.

Первый напечатанный на 3D-принтере дом и его жильцы

В Голландии сдан в аренду первый полностью напечатанный на 3D-принтере дом. Ранее мы уже писали о таких проектах, но все предыдущие сооружения были напечатаны только частично и никто не использовал их для жилья. В новом же доме поселилась пожилая пара и уже поделилась своими впечатлениями. Судя по всему, в сооружении нет особых минусов: оно было построено очень быстро, обладает высокой прочностью и весьма необычной формой. Если бы такой же дом строился вручную, на это бы ушла куча времени, тогда как в случае с голландским жилищем строителям потребовалось всего лишь 5 дней. Возможно, за напечатанными на 3D-принтере домами стоит будущее, поэтому давайте разберемся подробнее, как строилось сооружение и почему все это очень круто? Заодно посмотрим, как дом выглядит изнутри и снаружи.

Для начала отмечу, что первым в мире это жилище называется в СМИ. Судя по всему, журналисты имеют в виду то, что этот дом является первым в своем роде, который был успешно сдан в аренду.

Печать домов на 3D-принтере

Необычный дом был построен компанией Saint-Gobain Weber Beamix недалеко от голландского города Эйндховен. По словам главы компании Баса Хьюисманса (Bas Huysmans), это напечатанное на 3D-принтере жилище отличается от всех остальных тем, что на 100% разрешен властями и уже сдан в аренду. Строительство должно было завершиться еще в 2019 году, однако компания заметила проблемы в структуре стен, из-за чего событие было отложено на неопределенный срок. Но теперь дом полностью готов в жилью и пустовал он недолго.

Важно отметить, что напечатанные на 3D-принтере жилые дома есть и в России. На фотографии показано жилище, напечатанное в 2017 году на территории Ярославля

Жилье арендовала супружеская пара, состоящая из 67-летнего Харри Деккерса и 70-летней Элизы Лутц. Вместо ключа от входной двери они получили доступ к мобильному приложению, который позволяет войти в дом нажатием всего лишь одной кнопки. По словам Харри Деккерса, жилище чем-то напоминает бункер и внутри он чувствует себя в полной безопасности. На фотографиях ниже вы можете увидеть первых жителей дома на фоне весьма аккуратного интерьера кажется, жаловаться им не на что.

Харри Деккерс и Элиза Лутц в своем новом доме

Читайте также: Воры научились печатать ключ по фото на 3D-принтере

Как 3D-принтер печатает дом?

По данным издания The Guardian, для постройки здания использовалась огромная роботизированная рука с соплом, которое выдавливает цемент. Слой за слоем огромный 3D-принтер создал 24 составные части, которые впоследствии были перевезены на нынешнее местоположение жилища. Строителям оставалось всего лишь соединить эти части вместе, а потом установить двери и окна. Использование 3D-принтера позволило быстро создать жилище овальной формы, что достаточно сложная задача для строителей. При ручном строительстве на это мог потребоваться месяц или даже больше, но технология печати позволила завершить строительство всего за 5 дней.

Строительные 3D-принтеры выглядят по-разному. Вот один из них

На фотографиях жилище выглядит небольшим, но сообщается, что площадь дома равна 94 квадратным метрам. На стенах сооружения видны полосы, по которым можно различить каждый слой наложенного 3D-принтером цемента. На самом деле, на снимках конструкция выглядит не такой уж и прочной, как сообщается. В Голландии нередко бушуют ураганы и лично мне интересно сможет ли такой дом выдержать сильные порывы ветра? В феврале 2020 года на территории страны бушевал ураган Сиара, который создавал ветра со скоростью до 120 километров в час. Кажется, напечатанное бунгало не смогло бы выдержать такой удар.

Бунгало это одноэтажный дом для одной семьи, который имеет плоскую крышу и обширную веранду. Чаще всего такие сооружения встречаются в американском штате Калифорния но, как мы уже поняли, они есть в Голландии и других странах.

Преимущества напечатанных на 3D-принтере домов

В начале статьи я упомянул, что за напечатанными на 3D-принтерах домами может стоять будущее. Возможно, в будущем люди будут предпочитать такие жилища, так как у них будут следующие преимущества:

• они строятся быстро и без дорогих материалов, то есть они будут дешевыми;
• при всей своей дешевизне, они очень прочные (по крайней мере, так говорят) и неплохо выглядят;
• для создания таких домов не нужен ручной труд, все выполняет робот, которому не нужен отдых это тоже должно снизить стоимость.

В ближайшее время компания Saint-Gobain Weber Beamix намерена построить еще четыре дома. В процессе она постарается сделать так, чтобы составные части печатались прямо на месте и их не нужно было перевозить на грузовиках. Не исключено, что когда-нибудь в Голландии появится целый жилищный комплекс из таких сооружений, но это пока только предположение.

На 3D-принтере можно печатать не только пластиковые детали, но и еду

Сегодня любой человек имеет возможность купить себе 3D-принтер и печатать нужные вещи прямо у себя дома. Обычно такая техника используется для создания фигурок или недостающих деталей мебели и техники. Но иногда принтерам для трехмерной печати находится применение даже в кулинарии в них загружается сырье вроде фарша и впоследствии печатаются блюда разных форм и размеров. При этом блюда можно сразу обжаривать при помощи лазеров, тем самым обеспечивая им правильный нагрев и придавая сочность и красивый внешний вид. Недавно ученые Колумбийского университета провели серию экспериментов, чтобы выяснить, чем обжаривание блюд при помощи лазеров лучше готовки в обычной печи. Оказалось, что приготовленная таким образом пища обладает лучшими качествами и позволяет поварам раскрыть свой творческий потенциал.

Интересный факт: в 2013 году компания Defense Distributed разработала пистолет из пластмассы, который можно напечатать на 3D-принтере. После этого Государственный департамент США пытался добиться запрета такого оружия, но производитель смог получить разрешение на распространение трехмерных моделей оружия. Однако, в некоторых штатах Америки и в Великобритании такие изделия строго запрещены.

Печать еды на 3D-принтере

Впервые печать продуктов питания на 3D-принтере была упомянута в 2015 году на страницах научного журнала Procedia Manufacturing. В целом, принцип технологии всем известен в принтер заливается сырье и из него слой за слоем создаются различные блюда. Только вот в качестве чернил всегда используются разные вещества. Например, в 2018 году группа корейских ученых под руководством Ри Чжин-Ку (Jin-Kyu Rhee) взяла на вооружение криогенную муку. Если говорить чуть проще, исследователи подвергли продукты температуре 100 градусов Цельсия и получили микрочастицы, состоящие из углеводов и белков. Путем контроля их соотношения ученые смогли напечатать пригодные к употреблению в пищу структуры.

При помощи 3D-принтера блюдам можно придавать самые разные формы

Читайте также: Ученые разработали искусственное фуа-гра. Почему это хорошая новость?

Приготовление пищи при помощи лазера

В рамках научной работы, результаты которого были опубликованы в научном журнале Science of Food, американские ученые попробовали не только напечатать еду, но и одновременно обжарить ее. Причем готовку они проводили двумя способами: первую группу напечатанных продуктов они нагревали при помощи лазера, а вторую грели в обычной печи. Главной целью ученых было сравнение вкусовых и других качеств напечатанной пищи, обжаренной разными способами. В качестве сырья для 3D-принтера использовалось куриное мясо, из которого были сделаны структуры квадратной формы.

На рисунке a показана напечатанная на 3D-принтере структура из куриного мяса. На рисунке b это мясо разогревается при помощи лазера

В ходе экспериментов ученые выяснили, что приготовленная при помощи лазера пища меньше теряет свой вес и объем, чем приготовленная в печи. Также лазерная готовка не дала продуктам обгореть по краям, как это обычно происходит в случае готовки в печах. Мощный лазер продемонстрировал большую проникающую способность, то есть поджаривал кусочки мяса быстрее. Но у слабого лазера тоже нашлись свои преимущества он хорошо подходит для подрумянивания поверхности блюд. Также слабые лучи могут применяться для готовки тонких продуктов. Например, в случае необходимости повара будут иметь возможность быстро согревать составные части бутерброда.

Возможно, в будущем в наших домах появятся кухонные принтеры

Авторы научной работы отметили, что они также дали попробовать приготовленное разными способами мясо двум дегустаторам. Добровольцы поделились, что им больше всего понравились продукты, приготовленные при помощи лазера. Их главными преимуществами оказались большая сочность и однородная текстура. В заключении исследователи поделились, что технология готовки блюд при помощи лазера способна не только улучшить вкус продуктов, но и позволить поварам наносить на их поверхности различные узоры, делая их более красивыми.

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!

Исходя из всего этого следует, что в будущем кулинария может стать еще более интереснее, чем сейчас. Приготовление еды при помощи лазера это круто, но ведь еще есть технология изготовления искусственного мяса. Например, недавно компания Wildtype научилась изготавливать в лабораторных условиях мясо рыбы. Благодаря таким открытиям, в будущем люди будут меньше вредить природе и окружающей среде в целом. Но для этого нужно здорово постараться.

Последние комментарии