3D tisk: Vánoční krocan i pistole (2.)

← Předchozí díl

Kosti a zuby

Zcela seriózní a neustále se rozvíjející je ovšem nasazení 3D tisku v medicíně. Vědci z Washington State University použili už asi před rokem 3D tiskárnu pro nanášení tekuté vrstvy látky, která se svými vlastnostmi podobala kostní hmotě. Základem umělé kosti je fosforečnan vápenatý, výzkumníci ale zjistili, že jeho mechanické vlastnosti se výrazně zlepší přidáním zinku a křemíku, čímž se kost stane pevnější při zachování ohebnosti. Pak bylo třeba odladit techniku tak, aby umožňovala i tisk vrstev s obsahem kovu; nakonec se k tomu vhodná ukázala být komerčně dostupná tiskárna Pro-Metal 3D. Jednotlivé tištěné vrstvy jsou tlusté asi 20 mikronů (zhruba polovina tloušťky lidského vlasu). Fosforečnan vápenatý nemá fungovat jako trvalá náhrada, ale spíše jako lešení, které umožní spojení samotných kostí. Materiál je postupně vyplněn „biologickou" kostní hmotou a sám se průběžně rozpouští. Využití by nová technika mohla najít v chirurgii/ortopedii, zubním lékařství a při léčbě osteoporózy (odvápňování kostí).

Vstupní data se získají pomocí počítačové tomografie (CT) a na jejich základě je návrh potřebného implantátu vytvořen v programu CAD. Než se implantáty vpraví do těla, ještě se pokryjí vrstvou pacientových kostních buněk. Tím se má zajistit, aby organismus vytištěnou kost přijal a jeho vlastní buňky tímto materiálem posléze bez problémů prorostly. Posledním úspěchem je použití 3D tisku k výrobě kompletní čelisti. 83letá Belgičanka je díky tomu nyní schopna normálně jíst, mluvit i dýchat. Umělá čelist byla vytvořena z titanového prášku opracovaného pomocí laserového paprsku. Vlastní operaci vedl Jules Poukens z oddělení biomedicínského výzkumu na belgické University of Hasselt.

Definice struktury na 3D tiskárně vycházela ze snímku původní čelisti, který byl pořízen pomocí MRI (zobrazování magnetickou rezonancí). Na tomto základě pak byla vrstva za vrstvou vytištěna nová čelist z titanového prášku a posléze obalena vrstvičkou biokompatibilního materiálu na bázi keramiky. Výsledkem byla struktura dostatečně podrobná, aby umožňovala napojení jednotlivých svalových vláken a neuronů.

Kostní implantáty jsou ovšem jen jednou z možností využití 3D tisku v medicíně. Za další výzvu se pokládá tisk náhražek kůže, které by byly určeny především pro pacienty s popáleninami. Je možné, že technologie nakonec umožní tisknout na sebe i živé buňky vytvářet celé orgány určené pro transplantace.

Zbraň do každé rodiny

Nakonec aplikace, kvůli které se 3D tiskem budou možná zabývat i státní orgány. 3D tiskárny dnes jako materiál využívají především plasty a kov – a z těch se kromě jiného vyrábějí i střelné zbraně. První nadšenec, vystupující pod přezdívkou HaveBlue, tvrdí, že již uspěl. Podařilo se mu vytisknout pistoli, která vydržela 200 výstřelů. V České republice by však byl „domácí" tisk střelné zbraně klasifikován jako trestný čin.

Uživatel HaveBlue zveřejnil softwarový model své pistole na serveru Thingiverse.com, který provozuje firma Makerbot Industries (mj. i výrobce 3D tiskáren). Svoji zbraň vytiskl bez kovových součástek, pouze z plastu.