Сегодня свой день рождения отмечает самый популярный офисный гаджет – ксерокс. 22 октября 1938 года была получена первая ксерокопия. И вот прошло всего чуть более 80 лет, и мы говорим сегодня уже о 3D-принтерах, способных напечатать практически все: от продуктов питания и ювелирных украшений до космических ракет и человеческих органов. У нас, кстати, сразу несколько институтов Национальной академии наук Беларуси занимаются изготовлением материалов для 3D-печати, самих принтеров и, конечно, производством с их помощью.

В Институте тепло- и массообмена Национальной академии наук Беларуси последние 15 лет изучают техники 3D-печати и материалы с новыми свойствами. Например, современные полимеры могут выдерживать температуры до 500 градусов, а значит, заменить металлы. Здесь много разработок в области нанотехнологий и медицины.

Сергей Филатов, заведующий лабораторией синтеза и анализа микро- и наноразмерных материалов Института тело- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси: «Любое томографическое изображение можно напечатать, поэтому, если у нас есть пациент с проблемами и мы хотим сделать какую-то корректирующую оснастку, накладку или просто заменить временно трансплантат, мы можем его спроектировать, напечатать, и, в зависимости от задач, он может быть напечатан из заменителя костного материала. Может быть использован биоразлагаемый полимер, который будет усвоен организмом».

Технология аддитивного производства, то есть 3D-печать, позволяет также полностью изменить промышленность, упростить многие задачи и сэкономить время. 

Сергей Филатов, заведующий лабораторией синтеза и анализа микро- и наноразмерных материалов Института тело- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси: «Если вы ездите на автомобиле и у вас износилась или требует замены какая-то деталь, то аддитивная технология позволяет эту деталь изготовить для вашего автомобиля по вашему заказу за часы. Это гораздо экономнее, чем если вы будете заказывать у дилера, в другой стране».

На 3D-принтере можно напечатать даже то, что невозможно изготовить другим способом. 

Сергей Филатов, заведующий лабораторией синтеза и анализа микро- и наноразмерных материалов Института тело- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси: «Вот, например, полимерный теплообменник, герметичный, у которого внутри развитая структура и который сразу печатается как герметичная структура, сложная внутри, но мы можем его использовать уже как готовое изделие».

Самое главное в 3D-печати – это материал. В Беларуси налажено и это производство. В институте химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси ежемесячно выпускают до 70 кг такой продукции, часть которой уходит на экспорт – в Россию, Украину и Казахстан. Сотрудничество со «СветлогорскХимволокно» позволило создать качественный и конкурентоспособный отечественный материал.

Владимир Агабеков, заведующий отделом физико-химии тонкопленочных материалов Института химии новых материалов НАН Беларуси: «Вот углеродное волокно. Мы получили такой материал, который по сути один из лучших не только у нас в стране, но и за рубежом. Он находит очень широкое применение. Например, мы по контракту с Саудовской Аравией для них изготовили бамперы для автомобилей. Получили очень хороший результат. Можно делать и различные бытовые предметы».

Процесс достаточно прост: гранулы пластика засыпаются в бункер. Затем вытягивается пруток и наматывается на катушку. При печати этот пруток послойно формирует будущую деталь. Выпускают тут и биоразлагаемые полимеры – тренд современности. 

Владимир Агабеков, заведующий отделом физико-химии тонкопленочных материалов Института химии новых материалов НАН Беларуси: «Вот мы сделали из полилактида – биоразлагаемого полимера – материал для 3D-печати, который тоже используется. Можно делать стаканчики, можно делать ложки, можно делать там вилки».

Несмотря на то, что 3D-печать все еще считается новой технологией, сегодня появляются уже и 4D-принтеры. Они способны работать с разнородными материалами, используя не 3-х измерение для печати реальных предметов, но и четвертое – время. Разработка Института физиологии совместно с ученым-нейрохирургом Юрием Шанько – 4D-биопринтер – сейчас на выставке в Дубае. Это устройство для улучшения терапии пациентов с повреждениями головного мозга.

Владимир Кульчицкий, руководитель центра мозга, заместитель директора Института физиологии НАН Беларуси: «Сам биопринтер имеет экструдеры, напоминающие шприцы, у которых есть разного объема выделяемый биологический материал. Например, один содержит стволовые клетки. Из другого экструдера выделяется, причем с определенной скоростью в определенных миниатюрных объемах. В операционной он будет находиться рядом с операционным столом, голова пациента будет располагаться внутри этого устройства. Закрытая со всех сторон, чтобы создать стерильные условия, емкость определенная, где содержатся датчики кислорода, СО₂, влажности. Там много в автоматическом режиме операций, но все равно при постоянном контроле нейрохирурга. И самое главное, что это в зависимости от особенности вот этого патологического процесса у каждого человека, то есть индивидуальный подход».

Создание такой умной машины и в перспективе реальное использование ее в медицине – это надежда на то, что люди, с тяжелыми травмами или такими заболеваниями головного мозга, как инсульт, будут иметь шанс на полноценную жизнь.

ont.by