Что творится с 3D-принтерами и правда ли за ними будущее
3D-принтеры сегодня действительно могут печатать практически что угодно, начиная от чехлов для телефонов и заканчивая одеждой. Их прототипы появились в конце 80-х годов прошлого века, а уже в середине 90-х в Массачусетском технологическом институте разработали технологию, которую используют до сих пор: струйный принтер преобразовали так, чтобы он мог создавать объемные модели. С тех пор 3D-принтеры становятся все меньше и по размерам, и по числу манипуляций, чтобы получить в итоге нужную вещь.
Все работает следующим образом: сначала на компьютере создают трехмерную модель того, что хотят получить на выходе, а затем послойно, склеивая слои между собой, принтер воссоздает заданную программой модель. Технологий для этого существует множество: порошок из пластика или металла для создания предметов может расплавляться с помощью лазера или электронного излучения, термопластик может выдавливаться в жидком виде на специальную платформу для застывания и даже используются живые клетки для создания органов, но этот вариант пока существует только на этапе экспериментов.
Что в строительстве
За последние пару лет 3D-печать показала хороший прогресс, но до уровня повсеместного использования ей еще далеко: заголовки в стиле «Через год коттеджи будут массово печатать на принтере» явно не соответствуют действительности. Но предпосылки для того, чтобы рано или поздно это случилось, все-таки есть. На этом поприще продуктивнее всего работают китайцы. Прошлым летом всех поразила история о том, как в Китае за три часа возвели двухэтажный дом, распечатанный на принтере. На самом деле все было не совсем так: его построили из готовых модулей, каждый из которых заранее распечатывался. При этом все «внутренности» для дома уже были включены в модули. Их привезли с фабрики на место и просто собрали, как конструктор. Кстати, дальнейшая судьба коттеджа, а также состав, из которого его сделали, не разглашаются.
Уже через год, этим летом, технологию усовершенствовали: другая китайская фирма, HuaShang Tengda, построила дом с нуля за 45 дней без предварительного изготовления модулей на принтере. Двухэтажное здание площадью 400 квадратных метров — уже не из секретной смеси сомнительной прочности, а из настоящего бетона. Формула сверхточно просчитывается специальным ПО, а печатается все непосредственно на месте с помощью огромного принтера. При этом стоимость таких домов невысокая, а сами они не только прочны и вполне пригодны для комфортного проживания, но и сейсмоустойчивы. В ближайшие годы строительство таких домов хотят поставить на поток в сельской местности, чтобы заодно решить проблему с расселением фермеров.
В ОАЭ тем временем по похожей технологии строят офисы: первый из них открылся в мае в Дубае. Одноэтажное здание, где расположилась организация Dubai Future Foundation, даже отдаленно не напоминает провинциальный коттедж в Китае: оно выполнено в футуристическом стиле, с изогнутыми формами, стеклом и закругленной крышей. Его площадь — 250 квадратных метров, а все части изготавливались на принтере заранее, а не на месте. При этом в Эмиратах особенно большие надежды возлагают на такую технологию: планируется, что уже к 2030 году по ней будет построено 25 % всех зданий Дубая.
ЧТО В МЕДИЦИНЕ
Еще важнее – как бы странно это ни звучало – печать человеческих органов для трансплантации. Пока это на уровне фантастики, но если два-три года назад говорили только об успешных экспериментах на уровне печати мини-образцов человеческой печени, которые успешно функционировали в лаборатории сорок дней, а потом столь же успешно самоликвидировались, то сегодня уже вовсю экспериментируют на живых объектах. Разумеется, пока ограничиваются животными.
Пару неделю назад в Китае впервые животным вживили распечатанные на 3D-принтере кровеносные сосуды. В качестве объектов для клинических исследований были выбраны макаки. Сразу у тридцати макак сначала взяли биоматериал, на основе которого создали искусственные сосуды. Затем их вживили — в течение месяца сосуды должны «смешаться» с живыми клетками и окончательно прижиться. Пока обновленные приматы бодры и в целом чувствуют себя нормально.
Самая известная профильная американская компания Organovo, которая занимается печатью органов, сообщила о росте доходов на 200 % за три месяца в 2015 году, сразу после выпуска тканей печени exVive3D Liver. Такие цифры говорят сами за себя: фармацевтические компании верят в перспективность всей этой затеи, инвестируют в дальнейшие исследования и покупают ткани печени для тестирования медикаментов на токсичность. Кроме того, в прошлом году Organovo получила награду за лучшие новые достижения от Popular Science Magazine за аналогичные образцы тканей почек. А в октябре этого года сделала смелое заявление: по той же технологии биопринтинга планируется выпуск человеческой печени для прямой трансплантации пациентам. Все клинические испытания, проводившиеся на животных, показали хорошие результаты и приживаемость. Если все пойдет по плану, уже через 3-5 лет примутся за воплощение этого в жизнь.
С перспективами все очевидно: в одних только США в этот момент трансплантация печени необходима примерно 17 тысячам человек, которые находятся в списке ожидания (эпизод о пересадке из «Карточного домика» вполне реалистичен), а сама пересадка является самой сложной и дорогой хирургической операцией, поэтому биопринтинг для пересадки станет великим событием без всяких преувеличений. Но и здесь не все гладко: в связи с необходимостью проведения испытаний органов на людях могут возникнуть вопросы этичности таких клинических исследований и дальнейшего применения. Уже сейчас задаются вопросом, в каких сферах и при каких условиях оно будет уместным, если все будет поставлено на поток: только в критических случаях для спасения жизни или же и для военных, спортсменов и всех желающих? В любом случае говорить об этом все еще рано.
Кроссовки и не только
Что касается прогресса использования 3D в повседневной жизни, самым резонансным за последнее время событием стал выпуск кроссовок Adidas 3D Runner. Они поступили в продажу 15 декабря, стоят 333 доллара, но доставка пока работает только для жителей Токио, Лондона и Нью-Йорка и только при заказе через мобильное приложение Adidas Confirmed. Кроссовки наполовину действительно напечатаны на 3D-принтере: их подошва отличается высокой эластичностью и прочностью, а еще — ячеистой структурой, благодаря которой обувь может подстраиваться под форму стопы.
Нынешней весной New Balance тоже выпустила 44 пары беговых кроссовок, подошва которых была изготовлена с помощью 3D-печати (правда, после этого о запуске массовых продаж почему-то ничего не слышно). Других подобных примеров выпуска обуви или одежды для простых смертных пока не было: все ограничивается концептами, единичными презентациями и анонсами. И вряд ли ситуация кардинальным образом изменится в ближайшие несколько лет.