Impressoras 3D em Medicina - incrível tecnologia e Uso


Impressão 3D é um excitante novo desenvolvimento em tecnologia e tem muitas aplicações úteis. Uma utilização interessante e potencialmente muito importante de impressoras 3D é a criação de materiais que podem ser utilizados em medicina. Estes materiais incluem dispositivos médicos, partes do corpo artificiais, células, tecidos e estruturas do corpo vivo. No futuro, os órgãos inteiros podem ser criados por impressoras 3D.

Impressoras 3D têm a capacidade de imprimir objectos tridimensionais, sólidos, com base em um modelo digital armazenada na memória de um computador. A mídia de impressão são os plásticos e metais mais comuns, mas muitos outros meios de comunicação estão disponíveis, incluindo as células vivas. A impressora constrói objetos depositando camadas repetidas de forma que é conhecido como um processo de "aditivos". As camadas se combinam para tornar um objeto completo.




A capacidade de impressoras 3D para produzir materiais que são compatíveis com o corpo humano está a progredir rapidamente. Os cientistas estão pesquisando impressão e estudar formas 3D para melhorá-lo. Um objectivo importante é ser capaz de substituir as estruturas do corpo danificadas com os artigos moldados. Embora muitas das utilizações médicas das impressoras são experimental, testes recentes em animais e humanos têm mostrado resultados muito positivos. Impressão 3D tem o potencial de transformar o tratamento médico tentador.

Algumas impressoras 3D para escolas e Consumidores

O Replicator 2 custa US $ 2,199, custa US $ 1,299 eo Cube 3D jr Printrbot custa US $ 399 (no momento em que este hub foi escrito). Modelos 3D que estão prontos para a impressão pode ser comprado na Internet.

Criação de engrenagens com uma impressora 3D

Como funciona uma impressora 3D?

O primeiro passo na criação de um objecto 3D a partir de uma impressora é a concepção do objecto. Isso é feito em um (Computer Aided Design) programa CAD.

Uma vez que o desenho está terminado, outro programa cria instruções para produzir o objecto de uma série de camadas. Este segundo programa é por vezes conhecido como um programa de software ou fatiador de corte, uma vez que converte o código de CAD para a totalidade do código de objecto para uma série de fatias ou camadas horizontais. As camadas podem número em centenas ou mesmo milhares de pessoas.

A impressora 3D cria o objecto por deposição de camadas de material de acordo com as instruções do fatiador de programa, a partir da parte inferior do objecto, para cima. Sucessivas camadas são fundidas em conjunto.

Os filamentos de plástico é muitas vezes utilizada como um meio para impressão em 3D, especialmente em impressoras orientada para o consumidor. A impressora derrete o filamento e, em seguida, faz a extrusão de plástico a quente através de um bocal. O bocal se move em todas as dimensões liberta o plástico líquido, a fim de criar um desenho. O movimento do injector e a quantidade de plástico extrudido são controlados pelo programa fatiador. O plástico quente solidifica quase imediatamente depois é liberado a partir do bico.

Algumas impressoras emitem um líquido que é rapidamente solidificou por um laser ultravioleta. Outro problema com as impressoras de um pó, que é rapidamente transformada em um ser sólido fundido com calor ou de ser misturado com um ligante. Algumas impressoras 3D também usam alimentos líquidos como um meio!

The London 3D Printshow

estrutura da orelha

uma impressora 3D ajuda a fazer uma orelha

Criação de uma orelha

Uma orelha artificial

Este artigo tem imagens que mostram uma orelha impressa em várias fases de criação.

Fazer uma orelha por impressão 3D

Em fevereiro de 2013, cientistas da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos anunciaram que tinham sido capazes de fazer um bom ouvido para a impressão 3D. A "orelha" foi realmente o pavilhão auricular ou parte visível externa da orelha, que também é chamado o pavilhão auricular ou orelha. O resto da orelha está localizado no crânio.

A função da orelha é coletar as ondas sonoras e enviá-los se o canal do ouvido, ouvido médio, e, finalmente, no ouvido interno. O ouvido interno converte energia sonora em uma mensagem eléctrico que é enviado para o cérebro, o qual, em seguida, cria a sensação de som.

As medidas tomadas por cientistas da Universidade de Cornell, como eles criaram uma orelha foram os seguintes.

  • Um modelo de uma orelha é criado em um programa CAD. Os pesquisadores usaram fotografias de orelhas reais como base para este modelo.
  • O modelo de orelha foi impresso a partir de uma impressora 3D, usando um plástico para criar um molde com a forma da orelha.
  • Um hidrogel contendo uma proteína chamada colagénio foi colocado dentro do molde. Um hidrogel é um gel que contém água.
  • Os condrócitos (células que produzem cartilagem) foram obtidos a partir de uma orelha da vaca e adicionou-se o colagénio.
  • O colagénio orelha foi colocada em uma solução nutritiva num prato de laboratório. Enquanto a orelha estava em solução, alguns dos condrócitos substituiu o colagénio.
  • A orelha foi implantado no dorso de um rato sob a pele.
  • Depois de três meses, o colágeno na orelha tinha sido concluída substituído por cartilagem, e na orelha tinha mantido a sua forma e distinção a partir de células de ratos circundantes.

Neste experimento o colágeno da orelha agiu como um andaime para condrócitos. Em engenharia de tecidos, andaimes é uma área com uma forma específica em que as células crescem. Os andaimes móveis também pode entrar e crescer dentro deles. Um andaime muitas vezes tem propriedades especiais que promovem o crescimento celular.

Recentemente, pesquisadores da Universidade de Cornell descobriram uma maneira de imprimir o andaime colágeno necessário para fazer uma orelha, eliminando a necessidade de um molde de plástico.

Vantagens de orelhas impresso

Orelhas feitas com a ajuda de impressoras 3D poderiam ser úteis para as pessoas que perderam os seus ouvidos, devido a lesão ou doença. Eles também podem ajudar as pessoas que nascem sem orelhas ou orelhas que não se desenvolveram adequadamente.

Nos ouvidos de substituição no passado foram feitas a partir de cartilagem da costela de um paciente. Obter a cartilagem é uma experiência desagradável para o paciente e pode danificar a costela. Além disso, o ouvido resultante pode não parecer muito natural. As orelhas são também feitos de um material artificial, mas uma vez mais o resultado pode não ser completamente satisfatório. Orelhas impressos têm o potencial de mais parecido com orelhas naturais e trabalhar de forma mais eficiente.

Avanços bioprinting

Impresso Vida, da Universidade de Iowa.

bioprinting órgãos e carne

Organ substituição

A substituição de órgãos danificados com os órgãos criados por impressoras 3D seria uma revolução na medicina maravilhosa. No momento não há doadores de órgãos suficientes disponíveis para todos aqueles que dele necessitam.

O plano consiste em retirar células do corpo de um paciente, a fim de imprimir um órgão de que necessitam. Este processo deve evitar a rejeição do órgão. As células seriam as células estaminais, células não especializadas, que são capazes de produzir outros tipos de células, sob certas condições. Biologia de células-tronco é uma outra área interessante na pesquisa médica. O conhecimento das células estaminais é essencial, a fim de criar corpos moldados.

Órgãos inteiros ainda não pode ser feita de impressão 3D, mas as seções de órgãos pode. Muitas estruturas diferentes foram produzidos, incluindo pedaços de músculo cardíaco (bater isso!), Patches, segmentos dos vasos sanguíneos e cartilagens do joelho.

Um tipo específico de impressora conhecido como um bioprinter 3D é usado para fazer os tecidos vivos. Em geral, um hidrogel é impresso por um cabeça de impressão para formar um andaime. Pequenas gotas de líquido, cada uma contendo muitos milhares de células, são impressos no cadafalso por outra cabeça de impressão. As gotículas assim unir e as células tornam-se ligados uns aos outros. Quando a estrutura pretendida é formado, o hidrogel é removido. Ele pode ser desconectado ou pode ser lavado, se for solúvel em água. Eles também podem ser usados ​​hidrogel biodegradável andaime.

O vídeo abaixo ilustra situações onde bioprinting podem ser utilizados no futuro. Previsões pode ser ficção, mas como sabemos a partir da experiência, ficção científica torna-se realidade, por vezes, a ciência!

bioprinting no futuro - uma realidade possível

Criando um Jaw artificial

Uma mandíbula Titanium

Skull Bones

Imprimir uma mandíbula

Em fevereiro de 2012, cientistas holandeses relataram que haviam criado uma mandíbula artificial com uma impressora 3D e implantado no rosto de uma mulher de 83 anos de idade. A mandíbula era composta de camadas de pó de metal de titânio derretido pelo calor e estava coberta por um revestimento biocerâmico. Materiais biocerâmicos são compatíveis com o tecido humano.

A mulher recebeu a mandíbula artificial porque ele tinha uma infecção óssea crônica em sua mandíbula inferior. Os médicos acreditam que a cirurgia de reconstrução facial tradicional era muito arriscado para a mulher por causa de sua idade.

As articulações da mandíbula era de modo que ele pode ser movido, bem como a cavidade para a fixação dos músculos e dos canais para os vasos sanguíneos e nervos. A mulher era capaz de dizer algumas palavras, assim que ela acordou da anestesia. O dia seguinte era capaz de engolir. Ele voltou para casa depois de quatro dias. Dentes falsos foi programada para ser implantado no maxilar numa data posterior.

Outras utilizações de impressoras 3D em Medicina

Impressoras 3D têm sido usados ​​para tornar os cuidados de saúde, tais como dentaduras, aparelhos auditivos e implantes dentários. Em março de 2013, uma empresa chamada Oxford Performance Materials informou que havia substituído a 75% do crânio de um homem com um 3D polímero crânio impresso.

O objetivo de uma certa impressão 3D na medicina é a criação de tecidos para pesquisa de laboratório, em vez de para as plantas. Esta pesquisa pode levar a novos avanços na medicina.

Busca Imprimir Organ

O futuro da impressão 3D

Há ainda muitos problemas a serem resolvidos antes de imprimir órgãos humanos para se tornar uma realidade. Um órgão é uma estrutura complexa que contém diversos tipos de células e tecidos. Imprimindo um todo, anatômica e funcionalmente órgão completo é um desafio. Alguns cientistas pensam que não será antes de desenvolver estruturas implantáveis ​​simples capazes de executar as funções de um único órgão, em vez de todas as suas funções.

Os investigadores sugeriram que os ouvidos pode ser impressa pronta para o uso em três anos e órgãos impressos em dez anos ou mais. O ritmo da pesquisa está aumentando, no entanto. O futuro da impressão 3D em relação ao medicamento deve ser muito interessante!

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