Zvětšit obrázek

3D tištěné ucho s rádiovou anténou. Kredit: Frank Wojciechowski/ Princeton.

Ani na to nestačíme zírat s otevřenou pusou a 3D tisk si podmaňuje vesmír, módu, ozbrojené složky a také velmi intenzivně medicínu, od té klasické až k řekněme odvážně experimentální. V medicínských výzkumných centrech se totiž dají na stále výkonnějších 3D tiskárnách vytisknout věci přesně podle fotek či snímků z počítačové tomografie, ale také věci, které zatím nespatřily světlo tohoto světa.

Zvětšit obrázek

Laura Olivieri a 3D tištěný model srdce. Kredit: Amanda Voisard.

Dětská kardioložka Laura Olivieri z Children"s National Medical Centre ve Washingtonu sice zatím ještě netiskne náhradní tkáně pro pacienty, i když i na tom se podle všeho pracuje. Nedávno ostatně probleskly zprávy o 3D tištěných náhradních uších či játrech. Olivieriová si na nedávno pořízené 3D tiskárně tiskne věrné trojrozměrné modely problematických dětských srdcí. Takový model je pro lékaře neocenitelnou pomůckou. Může vzít pacientovo srdce do ruky a ze všech stran si ho pořádně prohlédnout. Také se samozřejmě může chopit lékařských nástrojů a zkusit si budoucí zákrok nanečisto.

Vyrobit 3D model reálného srdce není technicky zase tak složité. Stačí nakrmit počítač snímky z počítačové tomografie či ultrazvuku, kterých mají lékaři i tak obvykle k dispozici dostatek. Dočasný problém je v tom, že technologie kolem 3D tisku jsou zbrusu nové a tím pádem nedotažené do všech detailů, poměrně časově náročné a hlavně docela šíleně drahé. Podle údajů poskytnutých pracovištěm Olivierové jenom používanou 3D tiskárnu pořídili za 250 tisíc dolarů, výkonný ultrazvuk za 270 tisíc dolarů a přenosnou jednotku počítačové tomografie mají dokonce za 550 tisíc dolarů. Se 3D tiskem také zatím takřka nikdo nemá letité zkušenosti. Olivierová se tudíž musela nejprve naučit 3D tisk pořádně ovládat. Ve svém prvním výtvoru prý ani nepoznala srdce, natož aby na něm něco mohla natrénovat. Lékaři se ale jistě brzy naučí 3D tisk důkladně využívat a v medicíně to jistě bude znát.

Zvětšit obrázek

Michael McAlpine vpravo. Kredit: Frank Wojciechowski/ Princeton.

Používat 3D tisk při přípravě náročných lékařských zákroků je nápadité a chvályhodné. Některé produkty 3D tisku jdou ale až za hranice všední reality. Michael McAlpine z Princetonu si s kolegy prověřil možnosti nové technologie spojující tělní tkáně s elektronikou a vytiskl funkční lidské ucho, které slyší rádiové vlny. Badatelé si prostě na internetu sehnali standardní komerčně dostupnou 3D tiskárnu a po jistých úpravách s ní tiskli jednotlivé vrstvy buňkami a nanočásticemi.

Zvětšit obrázek

3D tištěné srdce s vrozenou deformací. Kredit: Carolyn Cochenour/ CNMC.

McAlpine a spol. jsou vůbec první, komu se povedlo při 3D tisku spojit umělé tkáně s elektronikou a to hned na velmi komplexní architektuře lidského ucha. Vytiskli formu z hydrogelu s telecími buňkami, z nichž pak časem narostla chrupavka. Mezi vrstvy buněk zase vytiskli nanočástice stříbra, z nichž vznikla anténa pro příjem rádiových vln. K anténě vedou dva drátky, po nichž běží získaný signál dál. Badatelé připouštějí, že na rádiovém uchu ještě musejí zapracovat, jinak prý ale funguje a v principu by bylo možné jej využít k obnovení ztraceného sluchu. Elektrické signály z antény lze poslat do nervových zakončení pacienta, tak jako u klasických naslouchátek.

Uši McAlpineho týmu prozatím přijímají rádiové vlny, což by bylo možné využít při některých specializovaných profesích, ale autoři se prý již chystají do umělých uší zabudovat další součásti, například elektronické senzory vnímající zvuky slyšitelné běžným uchem. A to je jen začátek. Možná nejsou daleko rádia nebo mobilní telefony, které budeme nosit zabudované do uší či jiných části našich trestuhodně nevyužitých těl. Pokud se vývoj mobilních zařízení vydá tímto směrem, máme se na co těšit. Za pár let z nás budou superhrdinové prošpikovaní organickou elektronikou.

Literatura

NewScientist 21.5. 2013, Washington Post 13.5. 2013, News at Princeton 8.5. 2013, Nano Letters online 1.5. 2013