فريق علمي أمريكي يتمكن من تحقيق ما كان يعتبر مستحيلاً لزمن طويل، إذ أنتج أنسجة بشرية من خلال تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وباستخدام طابعة عادية يمكن شراؤها من أي محل للإلكترونيات، ولكن بعد إدخال بعض التعديلات عليها.
صورة من: picture-alliance/dpa/M. Balk
إعلان
تطورت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية، إذ بات بالإمكان طباعة جسور بأكملها، بالإضافة إلى قطع أثاث وديكورات معقدة التفاصيل، إلى جانب إنتاج أطراف صناعية لمن بُترت أطرافهم الحقيقية.
ولكن الصفة السائدة بين كل هذه الأجسام هي أن الطابعات ثلاثية الأبعاد قادرة على إنتاج أجسام غير عضوية حتى الآن. ولكن ماذا لو كان بإمكانها "طباعة" أجسام عضوية، كأعضاء بشرية مثلا؟!
يبدو أن هذا الحلم بات أقرب إلى الحقيقة الآن، بعد أن نجح فريق من الباحثين من جامعة كارنيغي ميلون الأمريكية في إنتاج نماذج لعدة أعضاء بشرية باستخدام نسخة معدلة من طابعة ثلاثية الأبعاد قاموا بشرائها من أحد المحلات.
وبحسب الورقة البحثية التي قدمها الفريق العلمي، والذي نقل عنها موقع "آي إف إل ساينس" الإلكتروني، فقد أثبتوا إمكانية إنتاج أجسام عضوية عن طريق إجراء بعض التعديلات على الطابعات ثلاثية الأبعاد المتوفرة للجمهور.
ويقول تي جي هينتون، أحد أفراد الفريق وهو طالب في الهندسة الطبية البيولوجية بالجامعة: "طباعة أجسام ثلاثية الأبعاد باستخدام مواد مختلفة كان صرعة سائدة في الهندسة خلال العقد الماضي، ولكن حتى الآن لم يتمكن أحد من تجميع أنسجة عضوية عبر طابعة ثلاثية الأبعاد، مثل مادتي الكولاجين والفيبرين".
وتكمن مشكلة طباعة الأنسجة العضوية في أنها (أي الأنسجة) رخوة وسهلة التمزق، الأمر الذي شكل تحدياً كبيراً للعلماء الساعين لإنتاج أنسجة أو أعضاء بشرية باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. لكن الفريق العلمي في جامعة كارنيغي ميلون تمكن من التغلب على هذه المشكلة عبر "تعليق" المادة العضوية في خليط من المواد الكيميائية الداعمة لها، الأمر الذي يسمح بتشكيلها وربطها دون أن تنهار تحت وطأة وزنها.
وبعد انتهاء عملية "الطباعة"، يتم تسخين الخليط الداعم حتى الوصول إلى درجة حرارة الجسم (37 درجة مئوية)، ما يؤدي إلى ذوبانه وبقاء النسيج العضوي داخله دون أن يتدمر. وتمكن الفريق العلمي الأمريكي، بحسب موقع "آي إف إل ساينس"، عبر هذه الطريقة من إنتاج أنسجة كولاجين وأنسجة عضلية وهياكل دماغية مصغرة، بالإضافة إلى تفرعات شريانية. كما تمكن هذا الفريق من إنتاج شرايين تاجية بشرية وقلب لجنين اعتماداً على صور التقطت بجهاز الرنين المغناطيسي.
وتم إعطاء هذه التقنية الجديدة اسم "فريش"، وهي اختصار لعبارة "الإسجاء الحر القابل للعكس للهلاميات المائية المعلقة".
ويسعى فريق جامعة كارنيغي مالون في الخطوة المقبلة إلى حقن خلايا قلبية داخل هذه الأنسجة المنتجة، بهدف إنتاج قلب بشري، اعتماداً على "هيكل" مطبوع بتقنية "فريش" ومملوء بالخلايا.
الهندسة المعمارية بتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد
منذ أكثر 250 عاما أحدث يوهانيس غوتنبرغ ثورة في عالم الطباعة، واليوم تبدأ ثورة جديدة مع الطباعة الثلاثية الأبعاد؛ حيث يمكن طباعة بيوت وآلالات وجسور بهذه التقنية الجديدة التي دخلت عالم الهندسة المعمارية.
صورة من: ESA/Foster + Partners
هكذا يمكن أن يبدو العامل المعدني الذي يتم التحكم به عن طريق الكمبيوتر. حيث يقوم الروبوت بطباعة الجسر المعدني الذي سيكون معبرا للمشاة. أما التصميم فيبقى من مهام المنهدس المعماري.
صورة من: MX3D
الربوت الصناعي طورته شركة MX3D، والذراع الآلية التي طورتها الشركة تستطيع إحماء المعادن إلى 1500 درجة مئوية وصبه قطرة قطرة لتشكيل الجزء الأول من الجسر المراد بناؤه.
صورة من: MX3D
إنهم يضعون أسس المشروع المستقبلي، ويبدو هنا كيف تقوم الطابعة الآلية الثلاثية الأبعاد بطباعة الأجزاء التي سيتشكل منها بناء متين. وبداية من شهر أيلول/ سبتمبر 2015 سيتاح للجمهور مشاهدة ومراقبة هذه التقنية الحديثة مباشرة عن قرب.
صورة من: MX3D
تجرى التجارب في الورشة، حيث تستطيع الروبوتات طباعة الحديد والألومنيوم والبرونز والنحاس. التحكم يالروبوتات يتم عن بعد عبر الكمبيوتر من خلال برنامج خاص، وهي تستطيع طباعة وانتاج قوالب ونماذج معقدة.
صورة من: MX3D
آلة اللحام المدمجة بالروبوت تمكنه من انتاج القطع الحديدية التي ستدخل في بناء الجسر، باتقان. لكن متى وأين سيتم استخدام هذا الربوت وهذه التقنية بالضبط، هذا ما تتفاوض عليه شركة MX3D مع بلدية العاصمة الهولندية امستردام. وتقول الشركة ينبغي الانتهاء من بناء الجسر بهذه التقنية الحديثة عام 2017.
صورة من: MX3D
النماذج الصغيرة لهذه البيوت تم انتاجها بتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد، ونفس البيانات الرقمية سيتم استخدامها مستقبلا لتصميم بيوت كبيرة. وهذه النماذج طبعتها شركة هولندية تدعى "3D Print Canal House" وهي للعرض وإجراء الأبحاث.
صورة من: DUS architects
هكذا سيبدو "منزل القنوات المائية" المنتج بتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد. و"موقع البناء" هنا مفتوح للجمهور، وفي هذا الموقع يمكن انتاج وطلاء وتجميع الأجزاء التي سيتشكل منها المنزل، والمواد التي تدخل في البناء يجب أن تكون من تلك القابلة للتدوير.
صورة من: DUS Architects, 2013
هنا تقدم الطابعة نفسها، إنها تدعى "كامر ميكر Kamer Maker" أي بنّاء المنزل، وهو اسم مناسب لهذه الآلة التي يبلغ ارتفاعها 3,5 مترا ويتجاوز طولها وعرضها المترين. وهي تستطيع طباعة غرفة كاملة دفعة واحدة.
صورة من: Martin de Bouter
الطابعة الثلاثية الأبعاد تساعد المهندسين الإسبان أيضا. فبناء كنيسة أنطوني غاودي في برشلونة بدأ عام 1882 وحتى لم ينته. منذ البدء ببنائها يستخدم المهندسون نماذج ثلاثية الأبعاد لعرض ورؤية أفضل لأجزاء البناء، ومنذ عام 2001 يستخدمون تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد لانتاج نماذجهم.
صورة من: picture alliance / Sergio Pitamitz/Robert Harding
قذف الحجارة إلى القمر لبناء محطة فضائية؟ نعم هذا ايضا يمكن أن يتم بسهولة، فباستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد وتراب من القمر يمكن تنفيذ المشروع. فشركة فورستر وشركاؤه البريطانية للهندسة المعمارية ووكالة الفضاء الأوروبية تعملان معا لتنفيذ هذا المشروع الطموح باستخدام تقنية الطباعة الحديثة الثلاثية الأبعاد.
