Mesmo em baixas velocidades, a impressora 3D projetada por Rohit Bhargava é simplesmente fascinante. Durante o movimento, um filete de massa fina e brilhante, semelhante ao plástico, surge repentinamente da ponta afiada. Em uma fração de segundo, outro tubo sai. Em seguida, eles se unem, os contornos de uma forma tridimensional são desenhados - uma minúscula cópia anatomicamente exata do coração.
Rohit Bhargava e sua impressora 3D
O chefe do Centro de Inovação do Câncer da Universidade de Illinois está trabalhando no problema da introdução de soluções técnicas complexas na medicina moderna.
“Deve haver mudanças fundamentais na área de saúde”, diz Bhargava. - Preste atenção aos laptops e telefones modernos. Anteriormente, eles eram caros, mas com o tempo, eles se tornaram mais baratos, porque as tecnologias se tornaram mais avançadas. Se transferirmos desenvolvimentos inovadores para o setor da saúde, generalizarmos os conhecimentos e transformá-los em soluções úteis, no futuro seremos capazes de reduzir significativamente o custo dos cuidados médicos e melhorar a sua qualidade.”
A impressora Bhargava 3D é baseada em algoritmos matemáticos complexos. O dispositivo pode imprimir tubos de até 10 mícrons de espessura - 1/5 da espessura de um cabelo humano.
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Os filamentos que saem da impressora Rohit podem se ligar uns aos outros e criar designs complexos. As células podem se desenvolver neles, fluidos biológicos podem passar por eles. Os vasos linfáticos, dutos de leite e outros elementos podem ser reproduzidos em qualquer quantidade - dezenas, centenas, milhares. Isso permite que muitos experimentos importantes sejam realizados.
Os pesquisadores poderão injetar células tumorais em cada amostra, com foco no comportamento, nas respostas do câncer no corpo de um paciente individual, devido ao uso de diferentes métodos terapêuticos. Isso tornará mais fácil analisar e compreender as diferenças entre tecidos doentes e saudáveis.
Tecnologia ciborgue
O cientista de Minnesota Michael McAlpin também se concentrou no trabalho com impressoras 3D.
Como regra, no decorrer da pesquisa, ele e seus colegas substituem o coração por um marca-passo, a cartilagem do joelho por titânio. As tecnologias modernas permitem instalar no lugar do órgão afetado, por exemplo, o fígado, uma cópia tridimensional deste, constituída pelas mesmas células do original.
Uma das primeiras conquistas do laboratório de McAlpin foi a orelha - uma espiral de nanopartículas de prata foi incrustada na concha rosa da cartilagem. Então, a invenção se tornou ridícula por causa de sua simplicidade e aparência rude. No entanto, o ouvido foi capaz de detectar frequências de rádio que estavam fora da faixa normal dos humanos.
Era uma célula do mesmo tipo com eletrônica simples. Na comunidade científica, isso era chamado de "gravação direta", "manufatura aditiva", pois todos entendiam que ainda não era impressão 3D. No entanto, a barreira foi derrubada. Hoje, os projetos de biônica 3D estão por toda parte.
Soluções de engenharia para o futuro
McAlpin está trabalhando em uma máquina que pode processar diferentes tipos de materiais ao mesmo tempo, combinar rapidamente substâncias biológicas e eletrônicos.
Claro, ainda não chegou o momento em que orelhas protéticas com superpoderes estejam disponíveis para todos. Mas não é tão longe graças ao trabalho da equipe de McAlpin. Seu laboratório não para na orelha. Mais recentemente, a equipe do cientista criou um olho biônico. Agora, os engenheiros estão trabalhando na pele biônica e na medula espinhal regenerada.
McAlpin acredita que ninguém precisa de uma impressora 3D agora, porque ela só imprime bugigangas volumosas na área de trabalho. Expansão das funções da tecnologia, introdução de algoritmos devido aos quais os dispositivos trabalharão com polímeros moles, diversos materiais biológicos e eletrônicos.
Injeções sem dor
Na Universidade do Texas em Dallas, uma equipe liderada por Jeremiah J. Gassensmith está trabalhando para melhorar as agulhas de injeção usando a tecnologia 3D.
“Agulhas não têm amigos”, brinca Ron Smaldon, químico da UT-Dallas e membro do grupo Gassensmith. Junto com os alunos de pós-graduação Daniel Berry e Michael Luzuriaga, Ron ajudou a desenvolver o patch de microagulha 3D. Assemelha-se a um pedaço de fita adesiva em que uma vacina ou medicamento é derramado.
O patch contém uma grade de agulhas microscópicas. Eles perfuram a camada superior da pele do paciente de forma completamente indolor para fornecer os medicamentos necessários ao corpo. Atualmente, a produção de microagulhas é realizada em moldes de plástico ou a partir de moldes de aço inoxidável em litografia. O uso de tecnologia 3D e plástico biodegradável reduzirá significativamente os custos de desenvolvimento. Os adesivos de microagulha em um futuro próximo podem ser produzidos onde quer que haja uma fonte de energia.
Nadadores robôs microscópicos
Hakan Ceylan, pesquisador do Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (Stuttgart, Alemanha), está fazendo planos ambiciosos: ele quer eliminar a necessidade de cirurgia. Quão? Robôs-nadadores (microsimmers) do tamanho de uma gaiola o ajudarão nisso.
“As intervenções cirúrgicas são muito traumáticas. Muitas cirurgias são fatais. Ou as pessoas morrem de infecções pós-operatórias”, diz Hakan Ceylan.
Microsimmers são criados em uma impressora 3D usando polimerização de dois fótons e hidrogel helicoidal duplo com nanopartículas magnéticas. Os robôs nadadores são semi-autônomos. Eles são implantados usando radiação magnética externa. Eles também são capazes de responder a certos sinais ambientais ou produtos químicos que encontram dentro do corpo.
Análise do cérebro
Eric Wiire trabalha na Universidade de San Diego. Ele examina o cérebro: as causas das enxaquecas, zumbidos, tonturas e outros distúrbios. O trabalho de Viire envolve o uso de tecnologia de realidade virtual para tratar algumas dessas condições.
O cientista também estuda as possibilidades da análise de vídeo no diagnóstico do melanoma. O uso dessa tecnologia possibilitará a criação de bancos de dados maiores, de melhor qualidade e sensores hiperespectrais mais baratos.
Ilya Filatov
