Газета Завтра Газета - Газета Завтра 8 (1212 2017)

Иван КОНОВАЛОВ.Пока что мягкие, "живые" человеческие органы и их печать находятся за пределами возможностей аддитивных технологий. Я здесь подчёркиваю именно слово "технологии", поскольку мы говорим не о каких-то смелых опытах в научных лабораториях, а о массовом явлении, которое влияет на нашу жизнь, изменяет наши представления о ней. Известно, что в США проводятся уже около десятка лет опыты по печати небольших участков достаточно простых тканей — кожи, мышц, кровеносных сосудов. Наибольшим успехом было создание в 2006 году из человеческих клеток имплантатов мочевых пузырей, с которыми люди живут и сегодня. Однако сама индустрия печати человеческих органов из живых клеток только зарождается, в настоящее время большая часть таких работ выполняется практически вручную, а при помощи 3D-делают только незначительную часть — создание плоской структуры слоя ткани. Но перспективы в этой сфере, конечно, захватывающие.

Это обычная ситуация — например, один из столпов современной 3D-печати, так называемая стереолитография (сокращенно — SLA) появилась на уровне лабораторных опытов ещё в 1960-х годах, когда впервые были получены стабильные результаты в виде "засветки" лазером фотополимеров в жидком состоянии, в результате чего в толще раствора полимера в жидком состоянии с помощью когерентного света формировали сложную пространственную структуру. Однако первый SLA-принтер был запатентован только в 1986 году, а создан в виде эффективного промышленного изделия десятилетием позже. Ну, а на нынешние высокие стандарты качества SLA-технология и вовсе вышла в середине 2010-х годов. Это обычный "шаг технологии": от идеи и опыта до массового применения и устоявшейся технологии всегда проходят не месяцы, но годы и даже десятилетия. Поэтому печать живого человеческого сердца я жду лет через десять, не раньше.

" ЗАВТРА". Живое сердце? А что, есть неживое? Оно-то зачем?

Иван КОНОВАЛОВ.Не смейтесь. Неживые, инертные модели органов мы печатаем на 3D-принтерах уже сегодня. И нужны они не пациентам, а врачам. Печень, почка, поджелудочная железа — это сложные трёхмерные органы, которые хоть и похожи у всех людей, но имеют разное положение полостей, протоков, сосудов и нервов, находящихся в них. В силу чего любой хирург, который проводит операцию на живом органе (а других-то нет!) какие-то подробности об их строении часто выясняет уже во время операции, когда его скальпель доходит, например, до неприятной вены, которая мешает работе. Да, до момента операции хирург всегда изучает и рентгеновские снимки, и плоские разрезы КТ, но всё равно — он работает с трёхмерным органом, работает в состоянии стресса и ограничений по времени, может допускать ошибки, действовать в неудачном ключе. А мы поступаем иначе: на основе последовательных срезов КТ делаем точную трёхмерную модель нужного человеческого органа из материала, похожего на живые ткани (пластик или силикон), после чего она попадает к хирургу — и он уже может спокойно разработать план операции, посмотреть, куда ведут его разрезы скальпеля, не пересекают ли они важные артерии или нервные окончания. И это, как оказалось, радикально экономит время — по оценкам, время операции сокращается в два-три раза, вместо двух-трёх часовой операции можно иногда справится за сорок минут, если у врачей была модель оперируемого органа. А это уже, согласитесь, технология.

То же — и в создании так называемых хирургических шаблонов, когда из такого же инертного материала создаётся накладка на орган или на ткань, которая не позволяет хирургу отклониться от оптимального направления в положении хирургического инструмента, повредить не те ткани или соседние здоровые органы. Тут самый наглядный пример тоже будет из области стоматологии: сегодня мы печатаем на 3D-принтерах высокоточные хирургические шаблоны для установки зубных имплантатов. В прошлом, до их прихода в медицину, имплантаты, особенно устанавливаемые в нежную верхнюю челюсть, иногда пробивали её верхний свод и выходили своими концами в слизистую или даже в полость гайморовой пазухи, вызывая потом постоянные воспаления в ней. Сейчас это осложнение исключили — в том числе и за счёт применения хирургических шаблонов.

" ЗАВТРА". А где ещё нашли своё "место под солнцем" аддитивные технологии?

Иван КОНОВАЛОВ.Уже традиционно для ХХ и XXI веков — любая новая технология что-нибудь да приносит в военной сфере. Так, на многих современных американских военных кораблях нашлось место 3D-принтерам, которые используются для печати запасных частей для военной техники. Это связано с тем, что военно-морской флот часто действует в удалении от своих ремонтных баз и складов снабжения, а возить с собой всю номенклатуру запасных частей, добиваться 100% надёжности или разбирать другие единицы такой же военной техники на предмет недостающих запасных частей — всё-таки ущербные и половинчатые варианты. В случае промышленного 3D-принтера всё выглядит не в пример элегантнее: всё, что нужно для его работы, — это электроэнергия, запас соответствующего полимерного раствора или металлического порошка, да полный набор цифровых чертежей и 3D-моделей потребных запасных частей. После чего при использовании 3D-печати можно сократить перевозимый на корабле склад запасных частей до минимума, а остальное получать из чрева 3D-принтера, когда эта запчасть сломалась и критически нужна.

" ЗАВТРА". А насколько реальны страхи, что распространение 3D-печати приведёт к тому, что завтра любой преступник или террорист сможет напечатать автомат Калашникова в любом сарае?

Иван КОНОВАЛОВ.Это, в общем, скорее "страшилки" массового бессознательного. Да, в сети уже полно видеофайлов, в которых американские граждане браво стреляют на заднем дворе из очередного пластикового пистолета, напечатанного на 3D-принтере. За кадром остаётся только то, что все эти изделия оказываются реально одноразовыми, рассчитанными именно на эти один-два выстрела для ролика на "Ютуб". И дело тут не только в слабости 3D-печати в части создания металлических деталей — в конце концов, знаменитый австрийский пистолет "Глок-17" большей частью сделан из высокопрочного термостойкого пластика, что и обусловило эргономичность и низкий вес этого пистолета.

Слабость нынешней массовой технологии 3D-печати, упомянутой SLA-стереолитографии — в том, что она пока ещё недостаточно точна для целей оружейного дела, её нижний предел точности находится где-то на уровне 16 микрон. Этого вполне хватает для многих бытовых приложений, но у стрелкового оружия требования повыше.

Однако и тут технология не стоит на месте — уже появились комбинированные станки, которые объединяют 3D-принтер и высокоточный фрезерный станок, причём создание готового изделия в них идёт непрерывно, в один проход. То есть такой агрегат удачно сочетает преимущества старой и новой технологий, и вот на нём уже можно создать всё что угодно, в том числе и то, что незаконно.