Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μεγάλη είδηση: Κατά τη διάρκεια της ομιλίας του για την Πολιτεία της Ένωσης, ο Πρόεδρος Ομπάμα κάλεσε για την έναρξη των κέντρων κατασκευής γύρω από την 3D εκτύπωση, ενώ νωρίτερα αυτήν την εβδομάδα, είδαμε τη γέννηση μιας από τις πιο παιχνιδιάρχες εφαρμογές της τεχνολογίας. 3D Doodler, το οποίο σας επιτρέπει να σχεδιάζετε στερεά πλαστικά αντικείμενα σε 3 διαστάσεις.
Χθες, οι γιατροί και οι μηχανικοί Cornell παρουσίασαν μια πολύ διαφορετική χρήση της τεχνολογίας: ένα ζωηρό τεχνητό αυτί από ζωντανά κύτταρα που κατασκευάστηκε με την τεχνολογία 3D εκτύπωσης. Το προϊόν τους, που περιγράφεται σε ένα έγγραφο που δημοσιεύεται στο PLOS ONE, έχει σχεδιαστεί για να βοηθήσει τα παιδιά που γεννήθηκαν με συγγενή ελαττώματα που τους αφήνουν με υποανάπτυκτα εξωτερικά αυτιά, όπως microtia.
Η πρόσθεση - η οποία θα μπορούσε να αντικαταστήσει προηγουμένως χρησιμοποιημένα τεχνητά υλικά με στιβάδες τύπου styrofoam ή η χρήση ιστού χόνδρου που συλλέχθηκε από το στέλεχος του ασθενούς - είναι το αποτέλεσμα μιας πολυβάθμιας διαδικασίας.
Πρώτον, οι ερευνητές κάνουν μια ψηφιακή 3D απεικόνιση του αυτιού ενός ασθενούς. Για το πρωτότυπο τους, έλεγαν υγιή παιδιατρικά αυτιά, αλλά θεωρητικά θα μπορούσαν κάποια μέρα να σκανάρουν ένα άθικτο αυτί στην άλλη πλευρά του κεφαλιού ενός ασθενούς - αν η microtia έχει επηρεάσει μόνο ένα από τα αυτιά τους - και να αναστρέψει την ψηφιακή εικόνα, να δημιουργήσουν ένα ακριβές αντίγραφο του υγιούς αυτιού.
Στη συνέχεια, χρησιμοποιούν ένα 3D εκτυπωτή για να παράγουν ένα στερεό πλαστικό καλούπι το ακριβές σχήμα του αυτιού και να το γεμίσουν με ένα πήκτωμα κολλαγόνου υψηλής πυκνότητας, το οποίο περιγράφουν ότι έχουν μια συνοχή παρόμοια με την Jell-O.
Ένας 3D εκτυπωτής δημιουργεί ένα πλαστικό καλούπι για το ικρίωμα κολλαγόνου του αυτιού. (Εικόνα μέσω της φωτογραφίας του Lindsay France / Cornell University) 
Ένα αυτί κολλαγόνου, το οποίο θα εμβολιάζεται με ζωντανά κύτταρα χόνδρου και θα εμφυτεύεται κάτω από το δέρμα. (Εικόνα μέσω της φωτογραφίας του Lindsay France / Cornell University) Μετά την εκτύπωση, οι ερευνητές εισάγουν κύτταρα χόνδρου στη μήτρα κολλαγόνου. Για το πρωτότυπο, χρησιμοποίησαν δείγματα χόνδρου που συλλέχθηκαν από αγελάδες, αλλά θα μπορούσαν πιθανώς να χρησιμοποιήσουν στην πράξη κύτταρα από χόνδρο αλλού στο σώμα του ασθενούς.
Κατά τη διάρκεια μερικών ημερών σε ένα πιάτο Petri γεμάτο με θρεπτικά συστατικά, τα κύτταρα χόνδρου αναπαράγονται και αρχίζουν να αντικαθιστούν το κολλαγόνο. Στη συνέχεια, το αυτί μπορεί να συνδεθεί χειρουργικά σε έναν άνθρωπο και να καλυφθεί με το δέρμα, όπου τα κύτταρα χόνδρου συνεχίζουν να αντικαθιστούν το κολλαγόνο.
Μέχρι στιγμής, η ομάδα εμφύτευσε μόνο τα τεχνητά αυτιά κάτω από το δέρμα στις πλάτες των εργαστηριακών αρουραίων. Μετά από 3 μήνες που συνδέονται με τους αρουραίους, τα κύτταρα χόνδρου αντικατέστησαν όλο το κολλαγόνο και γέμισαν ολόκληρο το αυτί και το προσθετικό διατηρούσε το αρχικό του σχήμα και μέγεθος.
Σε δήλωση Τύπου, ο συν-συγγραφέας Jason Spector είπε ότι η χρήση κυττάρων του ασθενούς θα μειώσει σημαντικά την πιθανότητα το σώμα να απορρίψει το εμφύτευμα μετά από χειρουργική επέμβαση. Ο Lawrence Bonassar, ένας άλλος συν-συγγραφέας, σημείωσε ότι εκτός από τα συγγενή ελαττώματα, η πρόσθεση μπορεί επίσης να είναι πολύτιμη για όσους χάνουν το εξωτερικό τους αυτί ως αποτέλεσμα του καρκίνου ή ενός ατυχήματος. Εάν χρησιμοποιείται για ένα παιδί με μικροτσίπ, το αυτί δεν θα αναπτυχθεί μαζί με το κεφάλι με την πάροδο του χρόνου, έτσι οι ερευνητές συνιστούν να περιμένουν να εμφυτεύσουν μία από τις προθέσεις τους έως ότου ο ασθενής είναι ηλικίας 5 ή 6 ετών, όταν τα αυτιά έχουν αυξηθεί κανονικά σε περισσότερο από 80 τοις εκατό του μεγέθους τους για ενήλικες.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της νέας τεχνολογίας σε σχέση με τις υπάρχουσες μεθόδους είναι το γεγονός ότι η παραγωγική διαδικασία είναι προσαρμόσιμη, οπότε θα μπορούσε κάποια μέρα να παράγει εντυπωσιακά ρεαλιστικά βλέμμα για κάθε ασθενή σε ταχεία χρονοδιαγράμματα. Οι ερευνητές έχουν πραγματικά επιταχύνει τη διαδικασία από τη διεξαγωγή των πειραμάτων που περιλαμβάνονται στη μελέτη, αναπτύσσοντας την ικανότητα να εκτυπώσετε απευθείας το αυτί χρησιμοποιώντας το κολλαγόνο ως "μελάνι" και παραλείποντας να φτιάξετε το καλούπι.
Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη μερικά προβλήματα για την αντιμετώπιση. Αυτή τη στιγμή, δεν έχουν τα μέσα να συγκομίσουν και να καλλιεργήσουν αρκετά χόνδρο ενός παιδιατρικού ασθενούς για να χτίσουν ένα αυτί, γι 'αυτό και χρησιμοποίησαν δείγματα από αγελάδες. Επιπλέον, απαιτούνται μελλοντικές δοκιμές για να αποδειχθεί ότι η χειρουργική εμφύτευση είναι ασφαλής για τον άνθρωπο. Η ομάδα λέει ότι σχεδιάζουν να αντιμετωπίσουν αυτά τα θέματα και θα μπορούσαν να εργαστούν για την πρώτη εμφύτευση ενός τέτοιου αυτιού σε έναν άνθρωπο μόλις το 2016.
