3D-печать: трехмерная наука

Кристоф Цоликофер был свидетелем рождения первого неандертальца в наше время. В антропологической лаборатории Цюрихского Университета (Швейцария) в 2007 году после 20 часов очень шумной, но безболезненной работы моторов и обрызгивания пластиком, из прибора размером с копировальный аппарат появился череп младенца Homo neanderthalensis. Это чудо современности вынашивали очень долго: годы сотрудники Цоликофера искали подходящие кости новорожденных неандертальцев, анализировали их сканером компьютерной томографии (КТ) и с помощью цифровой модели пристраивали друг к другу на компьютере. Однако сам процесс рождения был простым: Цоликофер лишь нажал кнопку «print» на трехмерном лабораторном принтере, цена которого составляет $ 50 000.

В прошлом году по всему миру было продано примерно 30 000 принтеров, при этом научные институты купили лишь треть приборов по цене от 15 000 до 30 000 долларов.

Первые покупатели используют технологию для исследования сложных молекул, создания новейших лабораторных инструментов, чтобы делиться редкими находками и даже печатать сердечную ткань, которая бьется, как настоящее сердце. Во время палеонтологических и антропологических конференций, все больше и больше людей печатают любимые окаменелости или кости. «Каждый, кто считает себя антропологом, требует правильной компьютерной графики и трехмерный принтер. Для нас не иметь их – это как для генетика не иметь секвенсор», – говорит Цоликофер.

Печать может дать новый подход в проведении исследований, чего невозможно достичь с помощью обычных методов. Например, окаменелости новорожденных неандертальцев встречаются крайне редко, поэтому Цоликофер не хотел рисковать и копировать такие хрупкие образцы обычными методами (отжимом формы в гипсе). Однако благодаря печати, Цоликофер может исследовать рождения неандертальцев. Имея череп новорожденного, ученый напечатал и тазовые кости взрослой женщины – неандертальца и в буквальном смысле воспроизвел процесс.

Молекулярная игровая площадка

Химики и молекулярные биологи давно используют модели, чтобы почувствовать молекулярные структуры и понять данные от рентгеновских исследований и кристаллографии. Возьмите хотя бы Джеймса Ватсона и Фрэнсиса Крика, которые в 1953 году сделали основополагающее открытие структуры ДНК благодаря шаткой конструкции из палочек и шариков.

Сегодня трехмерная печать используется для создания намного более сложных систем, говорит Артур Олсон, основатель лаборатории молекулярной графики в Исследовательском институте Скриппса в Ла-Хойе, Калифорния. Молекулярная графика включает молекулярные среды, сделанные из тысяч взаимодействующих белков, сделать которые бывает крайне трудно или и невозможно. Благодаря трехмерным принтерам, говорит Олсон, «любой может создать модель по собственному желанию». Однако не все это делают: у многих исследователей нет свободного доступа к принтеру, они не знают о такой возможности или не могут позволить себе создание печатного экземпляра (который может стоить от 100 долларов).

Клеточная матрица

«Чернила» в принтере не обязательно должны быть пластиковыми. Биологи экспериментировали с распечаткой человеческих клеток – в одной капле находилась одна или несколько клеток – которые в природе сливаются. Такая технология позволила создать кровеносные сосуды и даже сердечную ткань, которая сокращалась. До самой большой мечты – создание работающих органов, идти еще долго – если это вообще будет возможно.

Таким образом, в ближайшем будущем 3D-печать может стать очень распространенной.

Поделиться с друзьями:

Также интересно:


Рубрика: Изобретения
Вы можете следить за обсуждением этой записи с помощью RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий, или trackback с вашего сайта.
Оставить комментарий