การพิมพ์ 3 มิติสู่ระบบเซลลูลาร์

แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติจะยังให้ความรู้สึกเหมือนเป็นเทคโนโลยีใหม่ แต่ก็พร้อมแล้วที่จะปฏิวัติวิธีที่ผู้คนผลิตและพัฒนาผลิตภัณฑ์ รถยนต์ที่พิมพ์ 3 มิติราคาไม่แพงคันแรกอาจปรากฏขึ้นในปี 2019 และบางคนได้สร้างบ้านที่พิมพ์ 3 มิติราคาไม่แพงออกมาแล้ว

เทคโนโลยีใหม่นี้ยังให้คำมั่นว่าจะปฏิวัติการแพทย์ด้วย การพิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์เฉพาะทางขั้นสูงไม่เพียงแต่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างเนื้อเยื่อที่เหมือนจริงซึ่งต้องทำ to การทดลองทางการแพทย์ แต่เนื้อเยื่อที่พิมพ์ 3 มิติเองอาจเป็นส่วนหนึ่งของการรักษาพยาบาลในบริเวณใกล้เคียง อนาคต.

เทคโนโลยีทางการแพทย์ที่พิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่จนถึงตอนนี้เกี่ยวข้องกับการพิมพ์วัสดุที่ไม่ใช่ชีวภาพ เช่น เทียม ซึ่งมีความซับซ้อนน้อยกว่าเซลล์และเนื้อเยื่อจริงมาก เนื่องจากการพิมพ์ 3 มิติมีกระบวนการที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ำ ผู้ผลิตจึงสามารถผลิตขาเทียมที่พิมพ์ 3 มิติได้ในราคาประหยัดมากขึ้นโดยไม่ลดทอนคุณภาพ นักวิทยาศาสตร์ยังได้พัฒนารากฟันเทียมแบบพิมพ์ 3 มิติ เช่น แผ่นกะโหลก และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เพื่อช่วยให้ศัลยแพทย์ทำการผ่าตัดที่ซับซ้อนมากขึ้น

เครื่องจักรที่พิมพ์เนื้อเยื่อชีวภาพอาจฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่ตอนนี้มันกำลังกลายเป็นความจริง ต้องขอบคุณความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการพิมพ์ นักวิทยาศาสตร์สามารถพิมพ์เนื้อเยื่อด้วย "หลอดเลือด" ที่ใช้งานได้ ภาชนะพิมพ์ซึ่งสามารถสูบฉีดโลหิตได้เหมือนกับมนุษย์ หลอดเลือดสามารถปูทางสำหรับการพิมพ์อวัยวะและเนื้อเยื่อในที่สุดซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับเลือดที่มีอยู่ของผู้ป่วยได้ จัดหา. นักวิจัยยังได้พัฒนาวิธีการพิมพ์ลิ้นหัวใจและเนื้อเยื่อกระดูก 3 มิติ

แต่เพียงเพราะกระดาษทิชชู่ที่พิมพ์ 3 มิติ หน้าตา เหมือนเนื้อเยื่อของมนุษย์ ไม่ได้หมายความว่ามัน ประพฤติตัว ชอบมัน. ด้วยเหตุนี้จึงน่าตื่นเต้นมากที่นักวิทยาศาสตร์ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างเนื้อเยื่อที่ออกแบบมาให้ทำหน้าที่เหมือนคู่กันทางชีววิทยา เทคนิคการพิมพ์ใหม่เหล่านี้ซึ่งระบุไว้ใน "Advanced Functional Materials" ในปี 2018 ใช้หมึกเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมเหมือนร่างกาย ตัวอย่างเช่น เซลล์ผิวที่พิมพ์ด้วยหมึกที่เลียนแบบสภาพแวดล้อมทางชีวภาพของเนื้อเยื่อผิวหนัง จากนั้นจึงปล่อยให้เนื้อเยื่อที่พิมพ์ 3 มิติทำหน้าที่เหมือนผิวหนังจริง

ความสามารถในการพิมพ์เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่เหมือนเนื้อเยื่อของมนุษย์จริงๆ มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงการวิจัยทางการแพทย์อย่างสิ้นเชิง ในปัจจุบัน การวิจัยทางการแพทย์ช่วงแรกๆ มักเกี่ยวข้องกับเซลล์ที่ "เปลี่ยนรูป" - เซลล์ปกติโดยอาศัยพันธุกรรม เปลี่ยนแปลงเพื่อให้ง่ายต่อการทดลอง เนื่องจากการทดสอบที่เกี่ยวข้องกับเนื้อเยื่อของมนุษย์จริงนั้นมีราคาแพงและมีค่าใช้จ่ายสูง การพิมพ์สามมิติสามารถทำให้การทดสอบบนเนื้อเยื่อที่เหมือนมนุษย์เข้าถึงได้ง่ายขึ้น ดังนั้นผลลัพธ์ที่รวบรวมจากขั้นตอนแรกของการวิจัยจึงอาจนำไปประยุกต์ใช้กับยาในมนุษย์ได้มากกว่า

การพิมพ์ประเภทนี้ยังมีศักยภาพในการปลูกถ่ายและการปลูกถ่ายอวัยวะและเนื้อเยื่อที่ดีขึ้นอีกด้วย ความสามารถในการพิมพ์เนื้อเยื่อเหมือนมนุษย์ที่ใช้งานได้สามารถทำให้การปลูกถ่ายเข้าถึงได้มากขึ้นและลดจำนวนลง รอรายชื่อรับบริจาคเป็นเวลานาน ในขณะที่เนื้อเยื่อกระดูกหรือผิวหนังที่พิมพ์ออกมาสามารถทำการต่อกิ่งได้มากขึ้น เป็นมิตรกับผู้ป่วย แม้ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้บางอย่างอาจใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาอย่างเต็มรูปแบบ แต่ก็บ่งบอกถึงอนาคตของยา ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ทุกคนสามารถใช้การปลูกถ่ายและการปลูกถ่ายอวัยวะได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ