4D打印身體器官的技術在不久的將來可能會變成現實。加拿大阿爾伯塔大學的 一個科學家小組開發了一種可能開創人體器官工程的技術。根據Folio.ca上發表的一篇文章 ,他們開發的這種技術可以讓科學家生產出也具有生物功能的產品。
化學工程師兼首席研究員Stella Mathews解釋說:“我們已經擴展了一系列工具,使生物功能成為我們用新型光固化生物納米墨水打印的設備的固有屬性。
他們把這種技術稱為4D打印,這是組織工程的第一步。在他們的研究中,在大學的創造力實驗室工作的馬修斯和她的團隊,3D打印了一個由銀納米顆粒,碳納米管和膜蛋白製成的楓葉,當它被浸入水中時可以破壞水分子產生氫,紫外線,類似於氫燃料電池。他們設計了一種生物納米墨水,取決於材料,穩定性和幾何形狀的混合物,可以在工程空間內進行操作。
Mathews解釋說:“當你用紫外線照射蛋白質時,它會產生一個質子,它與銀納米粒子發生反應,分解水並產生氫氣。
3D打印這種技術的能力是新的,即使這種類型的氫燃料電池已經在市場上,這比傳統的氧化鈦燃料電池更有效。研究人員希望能夠大規模3D打印低成本和高效率的燃料電池。然而,馬修斯還指出,這種技術的未來不依賴於燃料電池,而是能夠印刷能夠模仿複雜自然機制的東西,如植物中的光合作用或人體過程。
Mathews還相信,醫生將來能夠打印更換部件,例如膝半月板。
她解釋說:“我們會用能夠承受骨骼壓力的機械性能的材料來印刷,還有一些可以促進細胞粘附的因素,同時防止人體的免疫系統排斥半月板。“但這只是許多階段中的一個。”
該研究發表在RSC Advances雜誌上。
3D打印在醫療保健
醫療領域的三維印刷已被用於製造醫療模型,醫療器械原型和功能性牙科應用。該技術使製造商能夠有效地製造定制的醫療設備。而且,它也成為手術計劃的重要組成部分,因為能夠在實際手術之前完成在3D打印醫學模型上的計劃,執行和完善手術的能力,減少了病人在手術台上花費的並發症和時間量。
隨著技術的進步,甚至3D打印的部件也被直接放在病人身上。密歇根大學的醫生被送到了一個沒有軟骨出生的嬰兒,這個嬰兒的氣管被稱為氣管支氣管馬來西亞。醫生團隊使用3D打印技術來3D打印生物可吸收材料的腳手架,以幫助身體自我修復。(相關:3D打印使醫生更好地治療癌症)