Cómo los seres humanos de impresión 3D podrían ser posibles algún día

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La impresión 3D está de moda en este momento; la gente está imprimiendo partes de máquinas, estatuas de cosplayers ¿Su próximo recuerdo de la convención? ¡Una estatua de ti impresa en 3D!En las convenciones geek, Zero Point 3D escanea a los cosplayers en su sistema como modelos digitales que luego pueden imprimir en una variedad de tamaños. Lee mas , casas modelo e incluso manos protésicas que se parecen a las de Iron Man. Pero quizás lo más interesante que se está imprimiendo actualmente es el tejido humano.

¿Como funciona? ¿Qué se puede imprimir? ¿Y alguna vez podrá imprimir un ser humano completo? Veamos qué dicen la tecnología y la ciencia.

Bioimpresión

El proceso de impresión de tejido se llama bioimpresión, y las técnicas que lo respaldan son bastante impresionantes.

Primero, las células se toman de un donante y se insertan en un cultivo que les permite multiplicarse. Una vez que se han cultivado suficientes células, se cargan en un cartucho de impresora. Luego, se acuestan como

cualquier otro material utilizado en una impresora 3D ¿Qué es la impresión 3D y cómo funciona exactamente?Imagínese si pudiera imprimir objetos tridimensionales directamente desde una impresora en su hogar. Cuando era un niño en la escuela primaria, pensé que sería increíble si pudiera imprimir pizzas ... Lee mas . La estructura se construye capa por capa, con capas alternas de células y un material estructurante, que puede ser un gel a base de agua. o una sustancia a base de azúcar (a veces el andamio artificial también se usa para ayudar a crear la forma adecuada de la pieza que se está impreso).

Después de que el tejido ha sido impreso, las capas de células comienzan a crecer juntas, cerrando los espacios entre ellas y llenando la estructura de tejido deseada. Una vez que las células se han fusionado y madurado, el tejido está listo para la experimentación en el laboratorio o para ser trasplantado a un humano, generalmente la persona que donó las células en primer lugar.

Una de las grandes ventajas de la bioimpresión de tejidos sobre el proceso de trasplante estándar es que el tejido se crea con células del cuerpo del paciente, lo que reduce significativamente las posibilidades de rechazo, una condición que resulta de que el cuerpo no reconoce el implante tejido. Esto puede causar problemas importantes, y la comunidad médica está muy entusiasmada con el potencial de la impresión 3D para reducir la incidencia de rechazo.

Entonces, ¿qué ha sido bioimpreso? Con este método se han creado con éxito vasos sanguíneos, huesos (incluido un cráneo), tráquea, vejigas, válvulas cardíacas, piel e incluso una oreja. Un equipo en China creado riñones pequeños que funcionaron durante cuatro meses. Pero los científicos han puesto sus miras mucho más altas. Algunos investigadores han comenzado a imprimir tejido hepático, aunque todavía se estima que imprimir un hígado completo puede demorar hasta diez días.

Y un grupo incluso está trabajando en la impresión 3D de un corazón humano.

El filo de la tecnología de bioimpresión de hoy

El equipo, con sede en la Universidad de Louisville y dirigido por el biólogo celular Dr. Stuart Williams, dice que el corazón "bioficial" sería una combinación de materiales artificiales, y probablemente se usarían para trasplantes en personas que sufren de insuficiencia cardíaca que no son candidatos para corazones artificiales tradicionales, como niños.

Él predice que su equipo podrá armar un corazón completo en tres o cinco años, y que los ensayos en humanos podrían comenzar dentro de la década.

Si piensa construir un avión, lo que hace es construir piezas individuales y luego armarlas. Estamos haciendo exactamente lo mismo con el corazón bioficial.
-Dr. Stuart Williams

El equipo apunta a una ventana de siete días desde el momento en que el equipo médico cosecha 50 CC de grasa de un paciente (aproximadamente del tamaño de dos pelotas de golf) hasta el momento en que se imprime el corazón. Solo siete días para crear un corazón completamente nuevo. En teoría, este corazón se utilizará para reemplazar cualquier medio artificial que se esté utilizando actualmente para mantener el corazón del paciente en funcionamiento.

El futuro

Entonces, si podemos imprimir huesos, vasos sanguíneos, órganos y piel, ¿no tiene sentido que lo siguiente en lo que pensar sea en imprimir un ser humano completo? Suena a ciencia ficción, pero, como hemos visto, la ciencia ficción y la realidad tienden a no diferir tanto como esperamos Humanos biónicos: la tecnología del exoesqueleto está redefiniendo los límitesLa investigación del exoesqueleto ha estado en marcha durante más de un siglo, dando como resultado una serie de prototipos viables. Sin embargo, sorprendentemente, se centran menos en la fuerza sobrehumana y más en mejorar la resistencia y la calidad de vida. Lee mas algunas veces. Suspenda su incredulidad por unos minutos y hagamos un experimento mental.

La impresión 3D de un ser humano, si es posible, aún está lejos. Imprimir un hígado y un corazón es una cosa, pero imprimir un cuerpo completo es completamente otra. Si bien 50 CC de grasa son suficientes para imprimir la mayoría de los vasos sanguíneos del corazón, hay una gran cantidad de material en el ser humano cuerpo, lo que significa que no solo necesitaríamos encontrar una manera de cultivar suficiente material, sino que también tendríamos dificultades para mapearlo todo correctamente.

Eche un vistazo rápido a cualquier libro de texto de anatomía y verá que hay miles de pequeñas piezas que encajan perfectamente en el cuerpo humano que funciona correctamente.

Sin embargo, con lo lejos que ha llegado el modelado por computadora, no es difícil imaginar que eventualmente podamos mapear todo el cuerpo humano. Hemos mapeado todo el genoma humano, hemos encontrado formas de usar láseres para escanear imágenes en 3D de personas, y estamos desarrollando nuevas tecnologías médicas todo el tiempo. Incluso hemos simulado partes completamente del cerebro. Y eso nos lleva al problema más grande.

En comparación con el cerebro, el resto del cuerpo es un juego de niños. Hay 100 mil millones de neuronas y 100 billones de sinapsis en un cerebro humano promedio. Ser capaz de imprimir tantas neuronas, y mucho menos conectarlas todas de la manera correcta, va a ser extremadamente difícil. Podríamos decir que ni siquiera entendemos que conciencia es Máquinas de pensamiento: lo que la neurociencia y la inteligencia artificial pueden enseñarnos sobre la conciencia¿La construcción de máquinas y software artificialmente inteligentes puede enseñarnos sobre el funcionamiento de la conciencia y la naturaleza de la mente humana misma? Lee mas .

Los médicos han impreso una réplica de un cerebro para ayudarlos a prepararse para la cirugía, y han impreso una gran modelo de una neurona, pero en realidad llegar a este nivel de detalle está mucho más allá de cualquier cosa que hayamos visto hecho.

Por supuesto, podría simplemente reemplazar el cerebro con una computadora, pero aún tendría que imprimir el sistema nervioso, que También sería un desafío, especialmente cuando se trata de algo así como nervios ópticos, que deben funcionar perfectamente para ser de cualquier utilizar.

¿Se puede hacer?

Impresión 3d 5 increíbles aplicaciones de impresión 3D que tienes que ver para creer¿Qué harías con una impresora 3D? Si las personas que desarrollan estas aplicaciones tienen algo que decir al respecto, se sorprenderá. Lee mas un ser humano, si alguna vez va a suceder, probablemente sucederá en el futuro, mucho más lejos de lo que cualquier lector de este artículo pueda ver.

Requerirá una gran cantidad de avances biotecnológicos y algunos cambios radicales en la forma en que pensamos sobre la tecnología y el cuerpo humano. Se puede hacer? Dudo en decir "no", porque hay ejemplos a nuestro alrededor de cosas que alguien dijo una vez que no se podían hacer. La impresión 3D en sí misma era ciencia ficción La mejor guía para principiantes sobre impresión 3DSe suponía que la impresión 3D sería la nueva "Revolución industrial". Todavía no se ha apoderado del mundo, pero estoy aquí para hablarle sobre todo lo que necesita saber para comenzar. Lee mas hasta hace poco. Si hay algo que sabemos sobre la humanidad, es que constantemente nos sorprendemos.

¿Qué piensas? ¿Veremos alguna vez un cuerpo humano impreso en 3D? ¿Qué usos podría servir esto? ¿Deberíamos incluso imprimir órganos humanos (no todos piensan eso)? ¡Comparte tus pensamientos a continuación!

Créditos de imagen: impresora 3d A través de Shutterstock, Imagen virtual del corazón humano con cardiograma, esqueleto humano desde la vista posterior y anterior - tabla didáctica de anatomía del sistema óseo y muscular humano a través de Shutterstock.