Incluso a bajas velocidades, la impresora 3D diseñada por Rohit Bhargava es simplemente fascinante. Durante el movimiento, un hilo de masa delgada y brillante, similar al plástico, aparece de repente de la punta afilada. En una fracción de segundo sale otro tubo. Luego se unen, se dibujan los contornos de una forma tridimensional: una pequeña copia anatómicamente exacta del corazón.
Rohit Bhargava y su impresora 3D
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El director del Centro de Innovación del Cáncer de la Universidad de Illinois está trabajando en el problema de introducir soluciones técnicas complejas en la medicina moderna.
“Debe haber cambios fundamentales en la atención médica”, dice Bhargava. - Preste atención a las computadoras portátiles y teléfonos modernos. Anteriormente, eran costosos, pero con el tiempo se abarataron porque las tecnologías se volvieron más avanzadas. Si trasladamos desarrollos innovadores al sector sanitario, generalizamos los conocimientos y los transformamos en soluciones útiles, en el futuro podremos reducir significativamente el coste de la atención médica y mejorar su calidad”.
La impresora 3D Bhargava se basa en complejos algoritmos matemáticos. El dispositivo puede imprimir tubos de hasta 10 micrones de grosor, 1/5 del grosor de un cabello humano.
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Los filamentos que salen de la impresora Rohit pueden unirse entre sí y crear diseños complejos. Las células pueden desarrollarse sobre ellas, los fluidos biológicos pueden pasar a través de ellas. Los vasos linfáticos, los conductos lácteos y otros elementos se pueden reproducir en cualquier cantidad: decenas, cientos, miles. Esto permite realizar muchos experimentos importantes.
Los investigadores podrán inyectar células tumorales en cada muestra, centrándose en el comportamiento, las respuestas al cáncer en el cuerpo de un paciente individual, debido al uso de diferentes métodos terapéuticos. Esto facilitará el análisis y la comprensión de las diferencias entre los tejidos sanos y enfermos.
Tecnología Cyborg
El científico de Minnesota Michael McAlpin también se centró en el trabajo de las impresoras 3D.
Como regla general, en el curso de la investigación, él y sus colegas reemplazan el corazón con un marcapasos, el cartílago de la rodilla con titanio. Las tecnologías modernas permiten instalar en lugar del órgano afectado, por ejemplo, el hígado, una copia tridimensional del mismo, que consta de las mismas células que el original.
Uno de los primeros logros del laboratorio de McAlpin fue la oreja: una espiral de nanopartículas de plata estaba incrustada en la capa rosada del cartílago. Luego, la invención se convirtió en objeto de burla debido a su sencillez y apariencia cruda. Sin embargo, el oído pudo detectar frecuencias de radio que estaban fuera del rango normal de los humanos.
Era una celda del mismo tipo con electrónica simple. En la comunidad científica, esto se llamaba "grabación directa", "fabricación aditiva", ya que todos entendían que todavía no se trataba de impresión 3D. Sin embargo, la barrera fue derribada. Hoy en día, los proyectos de biónica 3D están en todas partes.
Soluciones de ingeniería para el futuro
McAlpin está trabajando en una máquina que puede procesar diferentes tipos de materiales al mismo tiempo, combinar rápidamente sustancias biológicas y electrónicos.
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Por supuesto, aún no ha llegado el momento en que las orejas protésicas con superpoderes estén disponibles para todos. Pero no está tan lejos, gracias al trabajo del equipo de McAlpin. Su laboratorio no se detiene en el oído. Más recientemente, el equipo de científicos creó un ojo biónico. Ahora los ingenieros están trabajando en piel biónica y médula espinal regenerada.
McAlpin cree que nadie necesita una impresora 3D ahora porque solo imprime adornos voluminosos en el escritorio. Expansión de las funciones de la tecnología, la introducción de algoritmos debido a los cuales los dispositivos funcionarán con polímeros blandos, diversos materiales biológicos y electrónicos.
Inyecciones indoloras
En la Universidad de Texas en Dallas, un equipo dirigido por Jeremiah J. Gassensmith está trabajando para mejorar las agujas de inyección utilizando tecnología 3D.
“Las agujas no tienen amigos”, bromea Ron Smaldon, un químico de UT-Dallas y miembro del grupo Gassensmith. Junto con los estudiantes de posgrado Daniel Berry y Michael Luzuriaga, Ron ayudó a desarrollar el parche de microagujas 3D. Se parece a un trozo de cinta adhesiva en la que se vierte una vacuna o un medicamento.
El parche contiene una rejilla de agujas microscópicas. Perforan la capa superior de la piel del paciente de manera completamente indolora para administrar los medicamentos necesarios al cuerpo. Actualmente, la producción de microagujas se realiza mediante moldes de plástico o a partir de plantillas de acero inoxidable mediante litografía. El uso de tecnología 3D y plástico biodegradable reducirá significativamente los costos de desarrollo. Los parches de microagujas en un futuro cercano se pueden producir donde haya una fuente de energía.
Nadadores robot microscópicos
Hakan Ceylan, investigador del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (Stuttgart, Alemania), está haciendo planes ambiciosos: quiere eliminar la necesidad de cirugía. ¿Cómo? Los robots-nadadores (microsimmers) del tamaño de una jaula lo ayudarán en esto.
“Las intervenciones quirúrgicas son muy traumáticas. Muchas cirugías son fatales. O la gente muere por infecciones posoperatorias”, dice Hakan Ceylan.
Los microsimmers se crean en una impresora 3D mediante polimerización de dos fotones e hidrogel de doble hélice con nanopartículas magnéticas. Los robots nadadores son semiautónomos. Se implantan mediante radiación magnética externa. También son capaces de responder a ciertas señales ambientales o sustancias químicas que encuentran dentro del cuerpo.
Análisis cerebral
Eric Wiire trabaja en la Universidad de San Diego. Examina el cerebro: las causas de las migrañas, tinnitus, mareos y otros trastornos. El trabajo de Viire implica el uso de tecnología de realidad virtual para tratar algunas de estas condiciones.
El científico también está estudiando las posibilidades del análisis de video en el diagnóstico de melanoma. El uso de esta tecnología permitirá crear bases de datos más grandes y de mejor calidad y sensores hiperespectrales más baratos.
Ilya Filatov
