Недавно военно-морская пехота США протестировала 3D-принтер, способный строить целые здания из быстросохнущего бетона. За всего лишь 36 часов 3D-принтер Vulcan компании ICON создал бетонную конструкцию, которая может служить прикрытием для системы реактивных установок, установленных на грузовиках HIMARS.
Результатом является прочная конструкция, которую можно построить практически в любом месте, где размещается морская пехота, обеспечивая защиту персонала, транспортных средств и снабжения от погодных условий. Посмотреть действие принтера можно здесь:
Британские учёные из Университета Кардиффа собрали из популярного конструктора LEGO 3D-принтер, способный печатать образцы искусственной человеческой кожи для последующей трансплантации. Стоимость его создания – всего $624.
Для сборки высокотехнологичного устройства понадобились стандартные кубики LEGO, программно-аппаратные компоненты для робототехнических разработок LEGO Mindstorms и обычный лабораторный насос. Биочернила с живыми клетками добывались раздельно.
Компания 14Trees возвела десять домов в Кении, используя строительный 3D-принтер датской компании COBOD. В целом строительные работы заняли десять недель, а лучший результат — 3D-печать одного дома за восемнадцать часов.
Строительные аддитивные технологии рассматриваются как один из способов борьбы с нехваткой доступного жилья. 14Trees — это совместное предприятие швейцарского производителя строительных материалов Holcim и британской государственной организации развития British International Investment. Совместный проект предусматривает возведение жилья и школ в разных странах с использованием технологий 3D-печати, в том числе пятидесяти двух жилых домов в Кении. Оборудование — строительный 3D-принтер BOD2 — предоставлено датской компанией COBOD. Работы начались в октябре прошлого года, а в январе завершилось возведение стен первых десяти домов нового поселка.
Сегодня продолжается усовершенствование технологий биопечати и эксперименты по производству всевозможных тканей и органов. Одно из направлений предполагает создание искусственной кожи, которая может быть использована для пациентов с обширными ожогами.
Сотрудники Колумбийского университета в США разработали проект печати трехмерной «перчатки» из искусственной кожи, которую можно надевать сразу на поврежденные участки. Этот метод позволяет решить распространенную хирургическую проблему при пересадке кожи, когда трансплантат приходится сшивать из небольших лоскутов неправильной формы непосредственно вокруг части тела. Обычно подобные манипуляции отнимают много времени и требуют ювелирной работы медиков.
В Университете Карнеги — Меллона ученые научились создавать сложные биологические структуры — кровеносные сосуды. Производство такого вида образований на принтере сопряжено с целым рядом проблем. Например, часто используемые для печати коллаген, фибрин и другие материалы оседают под собственным весом. Решить этот вопрос удалось с помощью особого состава на основе микрочастиц желатина. В итоге конечные ткани обладают небольшим механическим сопротивлением, что позволяет оставаться им достаточно плотными, но при этом биосовместимыми. Впоследствии напечатанные элементы могут использоваться для создания более сложных структур, таких как органы, в том числе и сердце.
В мире насчитываются сотни организаций, занимающихся биопринтингом. Доля выручки за 2021 год в сфере 3D-биопечати составила 32,7 процента в США, 28,9 процента в Европе (преимущественно во Франции и Германии), 24,5 процента в Тихоокеанском регионе, 8 процентов — в Латинской Америке, 5,9 процента — на Ближнем Востоке и в Африке.
При этом только за 2022 год объем мирового рынка 3D-биопечати составил 2,13 миллиарда долларов и, по прогнозам, достигнет около 8,3 миллиарда долларов к 2030 году. Ожидается, что рост числа исследований и разработок будет стимулировать рост рынка.
Первые попытки реализации 3D-печати человеческих «запчастей» предпринимались еще в 2000 году. Биоинженер Томас Боланд приспособил для этого принтеры от Lexmark и HP, которые создавали фрагменты ДНК. Устройства специально были выбраны с достаточно крупным диаметром сопла — для сохранения клеток при печати. Кроме того, потребовалось модернизировать софт, чтобы иметь возможность контролировать температуру и вязкость чернил. Технологию запатентовали три года спустя, и с тех пор индустрия неуклонно развивалась, представляя все новые и новые варианты печати.
Компания Cocoa Press (США) разработала 3D-принтер, который в качестве «чернил» использует не пластик, а шоколад. Конструкции получаются недолговечными, но их очень приятно утилизировать, а продукты переработки не наносят вреда экологии.
150-ваттный Cocoa Press позволяет создавать изделия размером 140x150x150 мм. Однако размер конструкции в основном ограничен шоколадным картриджем, содержащим 70 г сухих веществ какао и пальмового масла из экологически чистых источников. Перед печатью происходит предварительный нагрев в течение 15 минут, а готовая фигура затвердевает при температуре до 26,67 градуса по Цельсию.
Учёные из Института медицинских исследований Макса Планка и Гейдельбергского университета нашли способ использовать звуковые волны и голограммы для 3D-печати крошечных трёхмерных фигур. У технологии есть большой потенциал для использования в биопечати, так как ультразвук мягок и нетоксичен для клеток.
Исследователи собрали три преобразователя с частотой 3,5 МГц и диаметром 50 мм для формования микросфер силикагеля и других материалов. Но перед этим необходимо было научиться создавать сложные многослойные голографические формы из звука, а не света, что требовало невероятной вычислительной мощности.
