Comment l'impression 3D chez l'homme pourrait être possible un jour

L'impression 3D fait fureur à l'heure actuelle; les gens impriment des pièces de machine, des statues de cosplayers Votre prochain souvenir de convention? Une statue imprimée en 3D de vous! Votre prochain souvenir de convention? Une statue imprimée en 3D de vous! Aux conventions des geek, Zero Point 3D analyse les cosplayers dans leur système en tant que modèles numériques qu’ils peuvent ensuite imprimer dans différentes tailles. En savoir plus, des maisons modèles et même des mains prothétiques qui ressemblent à celles d'Iron Man. Mais peut-être que la chose la plus intéressante en cours d'impression est le tissu humain.

Comment ça marche? Que peut-on imprimer? Et sera jamais capable d'imprimer un être humain complet? Voyons ce que la technologie et la science ont à dire.

Bioprinting

Le processus d’impression de tissu s'appelle la bioimpression, et les techniques utilisées sont assez impressionnantes.

Premièrement, 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 développées, elles sont chargées dans une cartouche d'imprimante. Ensuite, ils sont collés comme n'importe quel matériau utilisé dans une imprimante 3D. Qu'est-ce que l'impression 3D et comment ça marche exactement? Qu'est-ce que l'impression 3D et comment fonctionne-t-il exactement? Imaginez si vous pouviez imprimer des objets en trois dimensions directement à partir d'une imprimante de 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, alternant des couches 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 correcte de la pièce à imprimer. ).

Une fois le tissu imprimé, les couches de cellules commencent à se développer ensemble, bouchant les espaces qui les séparent et comblant la structure tissulaire souhaitée. Une fois que les cellules ont fusionné et ont mûri, le tissu est prêt pour l'expérimentation en laboratoire ou pour être transplanté sur un être humain, généralement la personne qui a fait don des 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 à partir de cellules provenant du corps du patient, ce qui réduit considérablement les risques de rejet, ce qui résulte du fait que l'organisme ne reconnaît pas le tissu implanté. Cela peut causer des problèmes majeurs et la communauté médicale est très enthousiasmée par le potentiel de l’impression 3D pour réduire l’incidence de rejet..

Alors, qu'est-ce qui a été bio-imprimé? Avec cette méthode, des vaisseaux sanguins, des os (y compris un crâne), de la trachée, des vessies, des valves cardiaques, de la peau et même une oreille ont été créés. Une équipe en Chine a créé de petits reins qui ont fonctionné pendant quatre mois. Mais les scientifiques ont fixé leurs objectifs beaucoup plus haut. Certains chercheurs ont commencé à imprimer des tissus hépatiques, bien que l’impression d’un foie entier dure encore jusqu’à dix jours..

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

Le bord de la technologie de bioprinting d'aujourd'hui

L’équipe, basée à l’Université de Louisville et dirigée par le biologiste cellulaire Dr. Stuart Williams, a déclaré que le “bioficial” le cœur serait une combinaison de matériaux naturels et artificiels, et serait probablement utilisé pour la transplantation chez les personnes souffrant d'insuffisance cardiaque qui ne sont pas candidates au cœur artificiel traditionnel, comme les enfants.

Il prédit que son équipe sera capable d'assembler tout un cœur dans trois à cinq ans et que les essais sur l'homme pourraient commencer d'ici dix ans..

Si vous envisagez de construire un avion, vous construisez des pièces individuelles, puis vous vous assemblez. Nous faisons exactement la même chose avec le coeur bioficial.
-Dr. Stuart Williams

L’équipe espère une fenêtre de sept jours à partir du moment où l’équipe médicale prélèvera 50 CC de graisse d’un patient (environ la taille de deux balles de golf) jusqu’à l’impression du cœur. Seulement sept jours pour créer un cœur entièrement nouveau. En théorie, ce cœur sera alors utilisé pour remplacer tout moyen artificiel actuellement utilisé pour maintenir le cœur du patient.

L'avenir

Donc, si nous pouvons imprimer des os, des vaisseaux sanguins, des organes et de la peau, n’a-t-il pas un sens que penser ensuite à l’impression d’un être humain à part entière? Cela ressemble à de la science-fiction, mais, comme nous l’avons vu, science-fiction et réalité tendent à ne pas différer autant que nous le souhaitons Humains bioniques: la technologie exosquelette redéfinit les limites Humains bioniques: la technologie exosquelette redéfinit les limites un siècle, résultant en un certain nombre de prototypes viables. Étonnamment, ils se concentrent moins sur la force surhumaine que sur l'amélioration de l'endurance et de la qualité de vie. Lire plus parfois. Suspendez votre incrédulité pendant quelques minutes et entreprenons une expérience de pensée.

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

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

Cependant, avec l’avancée de 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 totalement simulé des parties du cerveau. Et cela nous amène au plus gros problème.

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

Les médecins ont imprimé une réplique du cerveau pour les aider à se préparer à la chirurgie et un grand modèle de neurone, mais atteindre ce niveau de détail dépasse de loin tout ce que nous avons jamais fait..

Bien sûr, vous pourriez éventuellement simplement remplacer le cerveau par un ordinateur, mais il vous faudrait tout de même imprimer le système nerveux, ce qui poserait également des problèmes, en particulier pour les nerfs optiques, qui doivent fonctionner parfaitement pour être facilement accessibles. toute utilisation.

Peut-il être fait?

Impression 3D 5 applications d'impression 3D étonnantes qu'il faut voir pour croire 5 applications d'impression 3D étonnantes que vous devez voir pour croire Que feriez-vous avec une imprimante 3D? Si les personnes développant ces applications ont quelque chose à dire à ce sujet, vous pourriez être surpris. En savoir plus sur un être humain, si cela devait arriver, se produira probablement dans un avenir lointain - bien plus loin que tous les lecteurs de cet article ne verront probablement.

Il faudra énormément de progrès biotechnologiques et des changements radicaux dans notre façon de penser à la fois de la technologie et du corps humain. Cela peut-il être fait? J'hésite à dire “non,” parce qu'il y a des exemples tout autour de nous de choses que quelqu'un a dit une fois ne pourrait pas être fait. L'impression 3D elle-même était de la science-fiction Impression 3D - Mythe ou réalité Sci-Fi? Impression 3D - mythe ou réalité de science-fiction? Un pilier de la science-fiction depuis le début du genre, l’idée de pouvoir créer ses propres objets à la maison est tout à fait fascinante. Qui n'a pas rêvé d'avoir son propre réplicateur qui fabrique des cookies… Lire la suite jusqu'à 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 de l'anatomie du système osseux et musculaire humain via Shutterstock.

En savoir plus sur: Impression 3D, Technologie bionique.