Der 3D-Druck fühlt sich zwar immer noch wie eine neue Technologie an, aber er wird bereits die Art und Weise revolutionieren, wie Menschen Produkte herstellen und entwickeln. Die ersten erschwinglichen 3D-gedruckten Autos könnten 2019 erscheinen, und einige Leute haben bereits erschwingliche 3D-gedruckte Häuser aus Mörtel geschaffen.
Diese neue Technologie verspricht auch, die Medizin zu revolutionieren. Hochspezialisierter medizinischer 3D-Druck hilft Wissenschaftlern nicht nur, realistische Gewebe zu erstellen, auf denen sie arbeiten können medizinische Experimente, aber 3D-gedruckte Gewebe selbst könnten in naher Zukunft Teil medizinischer Behandlungen sein Zukunft.
Fortschritte im medizinischen 3D-Druck
Der größte Teil der 3D-gedruckten Medizintechnik umfasst bisher gedrucktes nicht-biologisches Material – wie Prothesen –, die viel weniger komplex sind als tatsächliche Zellen und Gewebe. Da der 3D-Druck ein relativ kostengünstiges Verfahren bietet, können Hersteller 3D-gedruckte Prothesen ohne Qualitätseinbußen erschwinglicher machen. Wissenschaftler haben auch 3D-gedruckte Implantate wie Schädelplatten und medizinische Instrumente entwickelt, um Chirurgen bei immer komplexeren Operationen zu unterstützen.
Die Zukunft: Gedruckte Zellen und Gewebe
Maschinen, die biologisches Gewebe drucken, mögen wie Science-Fiction klingen, aber dank der Fortschritte in der Drucktechnologie werden sie jetzt Realität. Wissenschaftler können jetzt Gewebe mit funktionellen „Blutgefäßen“ drucken. Die gedruckten Gefäße, die Blut wie ein Mensch pumpen könnten Blutgefäße, könnten den Weg für das Drucken von Organen und Geweben ebnen, die sich mit dem vorhandenen Blut eines Patienten verbinden könnten liefern. Forscher haben auch Methoden entwickelt, um Herzklappen und Knochengewebe in 3D zu drucken.
Aber nur weil ein 3D-gedrucktes Taschentuch sieht aus wie menschliches Gewebe bedeutet es nicht, dass es verhält mag ich. Deshalb ist es so aufregend, dass Wissenschaftler jetzt den 3D-Druck verwenden, um Gewebe herzustellen, die so gestaltet sind, dass sie sich wie ihre biologischen Gegenstücke verhalten. Diese neuen Drucktechniken, die 2018 in "Advanced Functional Materials" beschrieben wurden, verwenden Tinte, um eine Umgebung wie den Körper zu schaffen. Zum Beispiel Hautzellen, die mit Tinte bedruckt wurden, die die biologische Umgebung von Hautgewebe nachahmt, ermöglichen es dem 3D-gedruckten Gewebe, sich wie echte Haut zu verhalten.
Was sind die Auswirkungen von 3D-gedrucktem Gewebe?
Die Möglichkeit, Gewebe zu drucken, das sich wie echtes menschliches Gewebe verhält, hat das Potenzial, die medizinische Forschung radikal zu verändern. Derzeit beinhalten die frühesten Stadien der medizinischen Forschung oft "transformierte" Zellen – normale Zellen genetisch geändert, um das Experimentieren zu erleichtern, da Tests mit echtem menschlichem Gewebe teuer und kostspielig sind. Der dreidimensionale Druck könnte Tests an menschenähnlichem Gewebe zugänglicher machen, sodass Ergebnisse aus den frühesten Stadien der Forschung möglicherweise besser auf die Humanmedizin anwendbar sind.
Diese Art des Druckens bietet auch Potenzial für bessere Organ- und Gewebetransplantate sowie Transplantate. Die Möglichkeit, funktionelle, menschenähnliche Gewebe zu drucken, könnte Transplantate leichter zugänglich machen und die Kosten reduzieren lange Wartezeiten auf Spendenlisten, während gedrucktes Knochen- oder Hautgewebe Transplantate mehr machen könnte patientenfreundlich. Während einige dieser Technologien möglicherweise Jahre für die vollständige Entwicklung benötigen, weisen sie auf die Zukunft der Medizin hin – eine, in der voll funktionsfähige Transplantate und Transplantate für alle verfügbar sein könnten.