3D 列印:人類通往長生不老的鑰匙?

2020-12-19 極客視界

對於許多電子設備來說,部件損壞或者老化之後往往只需要用新的替換掉就完事了。而對於人類來說,皮膚上的小損傷或許還能自我修復,但像缺個胳膊、少個器官這樣的缺陷就沒這麼簡單了,人類並不能像有些低等生物一樣被切成兩半之後還能再生出組織器官。此外,人體器官的衰老本身更是一個任何人都不能逆轉的過程。

要是人類也能像電腦一樣能隨時替換最新最好的部件,時刻保持更新該有多好。

圖自:Pixabay

當然,組織器官移植早已經不是什麼新鮮事了,近些年甚至還有人嘗試注射年輕人的血液讓自己變年輕這樣的事例報導(實際效果並未經科學證實),不過有需求就必然要有供給,當今天尚有許多病人因等不到合適的器官配型而只能眼睜睜看著自己的生命流逝時,通過器官移植讓自己長生不老多少就顯得有些不切實際了。

不過也正因如此,最近以色列的研究人員就利用 3D 列印技術創造出了世界上第一顆具有完整結構的 3D 列印心臟,而這樣的技術或許在將來的器官移植、疾病治療以及全人類的壽命延長等問題上都有廣闊的前景。

具體來說,在該實驗中,研究人員首先在人體內提取出了網膜組織,再將其中的細胞從細胞外基質(ECM)上提取出來。提取出的細胞被重新編碼為能分化成心肌細胞及內皮細胞的多能幹細胞,而細胞外基質則被做成了定製化的溫敏性水凝膠。隨後,細胞被封裝進水溶膠裡,被製作成「生物墨水」(Bioink)用來列印。

3D 列印心臟過程原理圖,圖自:Advanced Science

不過有了這些原材料是遠遠不夠的,這樣的「生物墨水」還要依據具體的規則來指導它的列印。

由於列印出的心臟塊(Cardiac patch)本身並不會自動生成心臟本身所具備的心房、心室結構以及與患者脈管系統相匹配的血管,所以在列印前需要用 CT 掃描來掃描患者的心臟整體以及大血管的結構與方向,以確定 3D 列印心臟的大框架,再用數學模型設計出 CT 掃描不到且符合氧擴散規則的小血管並添加進整套脈管系統中以確保器官在移植之後能夠正常存活及工作。

這樣一整套流程下來之後,3D 列印出的帶有完整細胞、血管、心房及心室結構的心臟便可以移植回病人體內來替換受損或病變的心臟了,而且由於細胞本身就是來自病人本人,所以這樣移植所產生的排異反應也會是微乎其微的。

心臟的 CT 成像以及通過模型計算後的氧擴散分布,圖自:Advanced Science

當然,作為一次實驗研究,此次通過 3D 列印製成的心臟還只有兔子的心臟大小,而且這顆心臟目前還只能收縮,不能像正常的心臟一樣具有泵血的能力,團隊也計劃在 1 年後開始動物實驗再進行人體的臨床實驗,因此距離真正成為可移植的心臟或許還有一段路要走。

對此,該研究的首席作者,特拉維夫大學細胞生物學和生物技術學院的 Tal Dvir 教授也表示希望「10 年內能在全世界最好的醫院裡部署器官印表機,讓器官列印成為見怪不怪的常規操作」。

不過這項技術一旦成熟之後,想像空間也絕不僅僅限於器官移植這麼簡單。

正如文章開頭所說,在這樣的技術幫助下,當人體器官出現了損傷或者單純因為衰老而「不好用了」的時候,人們便可以再也無需擔心器官來源的問題實現物理身體上的永續永新。

至於精神及意識的留存,如今還有像馬斯克旗下 Neuralink 之類的研究腦機接口的公司在潛心進行研究,或許在今後即使人腦已經衰老到需要更換,人們也可以選擇將自己的意識暫存在電腦裡,再通過 3D 列印一個新的大腦及身體並將意識「下載」進新的大腦中。

或許當長生不老的那一天到來,人類才真正成為了主宰自己的主人。

相關焦點

  • 真的有萬能鑰匙?3D列印與鑰匙完美結合
    中關村(000931,股吧)在線3D列印頻道原創前幾天得聞德國一小夥3D列印ATM取款機套取數萬歐元,後知網友在網上發出聲音「就怕小偷有文化」,確實如此,3D列印技術進入我們的生活勢必要顛覆一些人的觀念,如果你現在還在思索「3D列印取款機怎麼就能套取現金」,那你就OUT了。
  • 3D 列印 「萬能鑰匙」問世
    最近,Jos Weyers和Christian Holler這兩位開鎖大師利用廉價3D印表機製作出了可以在幾秒內打開安全防盜鎖的鑰匙。最可怕的是,他們可以在沒有原配鑰匙的情況下,製作出高度仿真的3D列印鑰匙。
  • 3d列印房子的弊端_3D列印食品的利弊
    打開APP 3d列印房子的弊端_3D列印食品的利弊 網絡整理 發表於 2020-03-21 11:00:08   什麼是3d列印房屋   2013年紐約Softkill Design工程建築個人工作室初次明確提出了3D複印房子定義,並將在2013年夏季修建實體模型。
  • 暑假裡有件事很糾結:敢不敢給孩子買套3d列印筆 他會上癮嗎?
    「3d列印筆可以用來列印什麼?」「你想列印的一切!」「我自己,列印一個我自己,可以嗎?」我想,所有人都會覺得這位同學是來砸場子的。但事實不是這樣。至於太多的新材料什麼的被造出來已經成為人類的習慣了。這一切,兩百年前的古人中(少數派)也肯定有人幻想過它的實現,只是他們想像不出(或者難以證實)它們來臨的方式。所以,你是否覺得人類才是這世界最「可怕」的存在,在他們的大腦中藏著打開這世界的所有密鑰。只要你信無所不能,總有一天你就能看到。
  • 電腦黑客用3D列印鑰匙解開高安全性能手銬
    經過雷鋒網(公眾號:雷鋒網)之前一系列的報導,相信大家對3D列印這個概念已經比較熟悉了,它可以列印食物、自行車、內衣、人體器官,這些都是能夠給人類帶來便利的產品,但與此同時,3D列印也存在安全隱患,據國外媒體報導,一位叫做Ray的黑客利用雷射切割機和3D印表機列印出了一把塑料鑰匙,並且用這把鑰匙打開了安全性很高的手銬。
  • 金屬3D列印鑰匙 徹底杜絕被複製的可能
    3D列印技術的出現,讓鎖業感到顫抖,因為在懂3D列印技術的人眼裡,想複製一把普通的鑰匙打開一把普通的鎖變得非常容易。只需要在你不注意的時候,對著你的鑰匙拍幾張照片。普通鑰匙拍個照片就能3D列印複製品回去以後,對照著照片,就可以在電腦中即可設計出鑰匙的3D模型。用幾千元的FDM桌面型3D印表機,將鑰匙3D列印出來,就可以直接打開你家的門。
  • 案例分享丨3D列印鑰匙,成就安防「開鎖」新利器!
    說起安防議題,人們很容易想到古老的鎖和鑰匙 — 因為在傳統觀念中,要鍛造一把鑰匙需要特殊的技能和配套的工具。而如今,只需要通過掃描儀和3D印表機就可以輕鬆實現對鑰匙的複製並快速完成開鎖,這些新技術幫助安防系統有效解決了不同類型防盜鎖芯的開鎖難題。
  • 3D列印課程的探索與實踐
    隨著創客教育的興起,3d列印也開始在教育界打開一片天地。儘管3d列印技術還不夠成熟,不能大批量生產,也不能直接用於數字時代的工業生產,但其普及為普通人無邊的創造力和想像力插上了一對有力的翅膀,3d列印,讓想像變成現實。
  • 3D列印15分鐘複製鑰匙開鎖:有照片就行
    存放公章的柜子鑰匙被出差的財務人員帶走了,情急之下工作人員用3D印表機複製了一把塑料鑰匙重新開鎖,這是上周發生在中關村一家3D列印公司內的事情。3D列印複製鑰匙是否會為犯罪分子提供新的技術手段?對於這種擔憂,業內人士表示目前3D列印的成本比較高,對於溜門撬鎖的小偷來說,不太可能使用這種方法。
  • 3D列印模具注塑零件的方法
    「作為一個由科學家和化學工程師組成的團隊,我們採用了一種材料方法來進行3D列印技術,並將印表機的材料功能擴展到了標準塑料之外,」 Structur3d的執行長兼聯合創始人Charles Mire說。「我們的Inj3ctor平臺聚焦於我們向工業製造市場的轉變,並展示了增材製造如何引領未來工廠的發展。
  • 3D列印人體心臟 為晚期心臟病患者解難題
    BioLife4D是美國第一家成功採用3D生物列印出具有心臟完整結構的微型心臟的美國公司。3D列印技術原創機構3D Systems公司,最近與非營利組織OpHeart合作,計劃為兒科心臟外科醫生提供3D列印工具,幫助這些醫生更好地準備和演練複雜手術。重要組織與器官的3D列印,將在緩解器官短缺方面發揮關鍵作用。
  • 3D列印SLS尼龍椅子,針對3D列印的結構設計!
    如果你找傳統家具製造商加工這種椅子,那麼他們會告訴你做不了,如果你找3D列印廠家來做,那就會告訴你,這種椅子用3D列印做,完全沒問題。採用3d列印的尼龍列印,sls工藝,可以無支撐列印 ,特殊孔洞結構可以列印。
  • 3D列印SLA鞋模代替木模
    本篇文章,白令三維通過3D列印在鞋製造各個領域的應用,邀您共同來感受3D列印是怎樣助力鞋業完成鞋模工藝自主創新的。傳統式的鞋模製作是通過CNC方式進行的,我們都知道CNC和3D列印的最大區別是:CNC做減法,3D列印做的是加法。
  • 為什麼人類無法實現長生不老?答案可能遠比想像的要複雜
    為什麼人類無法實現長生不老?答案可能遠比想像的要複雜從古代到現代,從君王到平民百姓,都有人想要長生不老,一直在這個世界上活下去,宇宙如此之大,有許多東西我們毫不了解,事物存在一定是有它的道理,也必需要有它的存在來平衡穩定這個世界的關係,才能讓這個宇宙一直延續發展。在宇宙的眾多法則裡,大家都陌生的一條就是生老病死。
  • 世界上最神秘的數字,通往宇宙的鑰匙3、6、9
    世界上最神秘的數字,通往宇宙的鑰匙3、6、9之前分享過一篇文章,就是交流電的創始人特斯拉,曾經患上了強迫症。他無論做什麼都要和369有關,另外,特斯拉他自己的星座,巨蟹座符號就是六九。369這些數字對於我們平常人來說,最多可能就是幸運數。
  • 通往3D列印高效熱交換器的設計之路
    金屬3D列印-增材製造助力實現越來越小巧的熱交換器,在更緊湊的設計中找到了越來越多的應用,例如電子設備、可再生能源應用、製冷循環、燃料電池,ICE電動汽車。本期,3D科學谷與谷友一起來領略通往這些更高效、更集成的熱交換器3D列印的設計之路。
  • 精彩回顧|3D列印作品真的可以跟你玩起來
    姚老師的講座深入淺出,有實物有視頻,給我們講解了3D列印的原理、原材料、應用等等。比如可以給一位不幸失去半邊臉的人列印一個頭蓋骨。當聽說一臺小型便宜的3D印表機在淘寶上只需要900元時,大家非常地興奮,什麼時候我也可以在家裡擁有一臺3d印表機,即可以列印吃的,也可以列印玩的,太期待了,太好玩了。
  • 歐洲杯的激情 3D列印桌式足球小人偶
    【中關村在線辦公列印頻道原創】北京時間6月16日,2016年歐洲杯進入第7個比賽日,隨著歐洲杯大幕拉開,綠茵球場散發的魅力也點燃了人們的運動熱情,但是,並不是每個人都能親自到場觀看比賽。不過,為了表達對足球的熱愛之情,人們總能想到好辦法。
  • 魔法貓3D列印筆商標成功註冊!愛上創造,魔法貓和您一起3D繪畫!
    魔法貓是深圳市華材科技有限公司的自有品牌,專注於3D列印筆的設計及製作,目前,我們共有CLASSIC經典款、WIRELESS無線款、WIRELESS豪華款三款低溫3D列印筆,適用於兒童及新手入門的夥伴,低溫安全,操作方便。產品質量受到了國內外廣大客戶的認可。
  • 3d列印的優點和缺點
    打開APP 3d列印的優點和缺點 陳翠 發表於 2019-03-26 16:33:56