Tarkastelemme, miten uudet sovellukset ja läpimurtoteknologiat voivat merkitä 3D-tulostusteollisuuden kulta-aikaa.

3D-tulostuksessa tarvittavaa ainutlaatuista tietoa, asiantuntemusta ja tieteenaloja käytetään ihmiskunnan edistämiseen yllättävillä tavoilla, ja ne voivat tarjota kunnianhimoisille tulostusyrityksille uusia liiketoimintamahdollisuuksia.

Tulostettu älykäs teknologia

Aloitetaan jostakin jo hyvin tunnetusta, mutta valmiista tutkimuskohteesta: painetusta elektroniikasta.

Painettuja piirilevyjä on ollut olemassa muodossa tai toisessa jo 1940-luvulta lähtien, mutta 3D-tulostuksen yleistyminen tarkoittaa, että piirien lisäksi myös kokonaisia antureita ja muita komponentteja voidaan upottaa älyvaatteisiin, kuten henkilönsuojaimiin. Itse asiassa kokonaiset vaatteet voivat nyt toimia antureina, kun kankaaseen on painettu johtavia elementtejä tai mikroantureita, jotka tarjoavat reaaliaikaisia lukemia esimerkiksi sykkeestä, ihon lämpötilasta, liikkeestä ja sijainnista.

Hunanin yliopiston tutkijoiden kiehtova 2022-julkaisu ”3D Printing Technology for Smart Clothing: A Topic Review”,

Kiina, ennusti, että älykkäiden materiaalien yleistyminen tarjoaa uuden mahdollisuuden 3D-tulostettujen vaatteiden kehittämiselle.

”3D-tulostustekniikka voi toteuttaa vaatteiden ja elektronisten laitteiden täydellisen yhdistelmän ja auttaa samalla älyvaatteita saavuttamaan tiettyjä toimintoja. Lisäksi toiminnallisen 3D-tulostustekniikan soveltaminen vaatteisiin ei ainoastaan tarjoa ihmisille mahdollisimman mukavaa ja kätevää käyttökokemusta, vaan myös kumoaa täysin kuluttajien käsityksen perinteisistä vaatteista”, kirjoituksessa sanottiin.

Vaatteista voimme tarkastella jotain, jota käytetään vielä lähempänä ihoa: proteeseja. Ei ole suuri harppaus siirtyä älykkäästä henkilönsuojaimesta – kuten luurangoista, joita jo käytetään auttamaan työntekijöitä väsyttävissä manuaalisissa tehtävissä – 3D-tulostettuihin proteeseihin.

Kyky skannata potilaan anatomia ja tulostaa yksilöllinen implantti tai proteesi, joka sopii täsmälleen hänen kehoonsa, on jo melko vakiintunut tekniikka. Kun 3D-tulostustekniikka kuitenkin kehittyy ja yleistyy, sen potentiaalinen vaikutus kasvaa merkittävästi.

Esimerkiksi kyky tulostaa uudentyyppisiä kehittyneitä metamateriaaleja esimerkiksi ristikkorakenteiden avulla tarkoittaa, että proteeseista voidaan tehdä kevyempiä, vahvempia ja jopa älykkäämpiä. Kun tähän lisätään 3D-tulostuksen kustannusten aleneminen tekniikan kehittyessä, räätälöity terveydenhuolto tulee sellaisten ihmisten ulottuville, joilla ei aiemmin olisi ollut siihen varaa.

Painettu terveydenhuolto

Me kaikki tiedämme, mitä proteesit ovat, mutta entäpä ihmisen biologian tulostaminen? Totuus ei ehkä olekaan aivan niin outo kuin ensin luulisi.

Mayo-klinikan tutkijat käyttävät jo 3D-biotulostimia, jotka käyttävät eläviä soluja sisältäviä bioyhteensopivia materiaaleja kudosten kolmiulotteisten rakenteiden tulostamiseen, tuottaakseen kudosmalleja kehon eri osista vaurioituneiden tai sairaiden kudosten ja elinten tutkimiseksi. He visioivat päivää, jolloin 3D-biotulostin voisi muovata eläviä soluja monimutkaisten sairauksien hoidoksi tai parannuskeinoksi.

Itse asiassa yksi askel kohti tätä potentiaalia on jo otettu Wyss-instituutin ReConstruct-hankkeessa, jossa 3D-biotulostimia käytetään osana rintojen rekonstruktiomenetelmiä rintasyöpäpotilaiden rintaleikkauksen jälkeen. Rasvakudoksen luomisessa käytetään potilaan omia soluja, ja kudokseen 3D-tulostetaan geelatiinipohjainen ”muste”, jolla luodaan toisiinsa yhteydessä oleva verisuoniverkosto. Sen jälkeen muste sulatetaan ja pestään pois, jolloin jäljelle jää avoimien verisuonten verkosto, jonka läpi veri voi virrata pitääkseen kudoksen elossa.…

...