Oleh kerana pencetakan 3D telah diambil sejak beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidik kreatif telah menemui lebih banyak lagi cara untuk menggunakan teknologi untuk mencipta peranti mengubah hayat dan peranti groundbreaking - dari percetakan elektronik terus ke kulit manusia untuk membangunkan sensor "pintar" yang boleh tertanam dalam enjin jet dan mewujudkan anggota bionik yang murah untuk kanak-kanak yang dilahirkan tanpa senjata.

Kini, Makmal pembuat di Perpustakaan Celine University Arizona Utara telah bekerjasama dengan Tereza DeMuth, doktor haiwan di Hospital Canyon berhampiran, untuk membuat implan untuk kerang kura-kura yang rosak.

Pasukan NAU - David Van Ness, seorang profesor seni dan pengarah Program Seni Media Baru di NAU, Kathleen Schmand, pengarah pembangunan dan komunikasi di Perpustakaan Cline, dan Andrew See, ketua perkhidmatan pengguna untuk perpustakaan - dapat membuat perbaikan palsu untuk dua kura-kura yang kerangnya telah mengalami kerosakan serius, sehingga mereka dapat bertahan hidup.

Daisy, kura-kura 75-pound, cedera dalam kemalangan kereta yang meninggalkan dua lubang di cangkerangnya, meninggalkannya terdedah kepada jangkitan dan kerosakan tulang belakang berpotensi.

Tim, kura-kura padang pasir Mojave 1.5, telah digigit anjing. Insiden itu merosakkan kerangnya, meninggalkan hatinya berbahaya.

"Kedua-dua kura-kura berisiko tinggi jangkitan dan sepsis dan terpaksa menanggung perubahan pembalut setiap tiga hari selama kira-kira dua bulan sebelum luka itu bersih dan cukup sihat untuk menutupi implan," kata DeMuth dalam satu kenyataan.

Setiap kecederaan kura-kura memberikan cabaran yang unik untuk pasukan ketika mereka mengukir prostetik.

Bagi Daisy, pasukan NAU mempunyai kepingan-kepingan asalnya yang telah terbabas dalam kemalangan itu, jadi mereka dapat mengambil kepingan-kepingan ini dan mengimbas secara langsung dan membuat model prostetik selepasnya.

Selepas Van Ness menjalankan imbasan laser kepingan shell pecah dan kemudian mengagak reka bentuk dengan program yang dipanggil ZBrush. Ia mengambil beberapa percubaan dan beberapa imbasan yang berbeza untuk membuat prostetik yang sesuai dengannya.

Selepas cetakan pertama, mereka mengetahui bahawa mereka telah kehilangan satu sekeping dan harus mengembalikan semula dan mencetak semula.

"Ini benar-benar proses prototaip-mencetak apa yang anda fikir akan berfungsi dan kemudian mengukurnya terhadap realiti dan menyesuaikannya," kata Schmand dalam satu kenyataan.

Kecederaan Tim menimbulkan pelbagai cabaran lain. Oleh kerana mereka tidak mempunyai potongan yang rosak untuk dipindai, Van Ness harus membentuk reka bentuk secara bebas. Selain itu, pengimbas cahaya berstruktur perpustakaan tidak memberikan resolusi yang cukup tinggi, sehingga sukar untuk menentukan bentuk dan dimensi yang tepat yang diperlukan.

Van Ness dianggap menggunakan plastik, tanah liat pemodelan berasaskan minyak untuk mengukir prostetik ke cangkerangnya dan kemudian menggunakannya sebagai model untuk pencetak 3D. Nasib baik, tempurung Tim cepat sembuh, jadi dia hanya memerlukan prostetik sementara - "sedikit perisai yang boleh ditinggalkan selama tempoh masa yang lebih singkat," seperti yang dijelaskan oleh Schmand dalam satu kenyataan.

"Bahagian yang paling sukar ialah mencari bahan yang betul untuk dicetak," kata DeMuth. "Ia harus mesra alam, mesra, selamat dan tahan lama untuk disterilkan, dan ia perlu fleksibel supaya ia dapat tumbuh dengan kura-kura seawal umur atau mudah diganti setiap tahun atau lebih."

"Kami mahu menggunakan bahan biodegradable yang disebut chitosan," tambah Van Ness. "Ia adalah sejenis plastik yang diperbuat daripada udang dan kriket kumpulan, sama seperti kuku dan kura-kura yang dibuat. Tetapi ia akan mengambil masa untuk mendapatkan peralatan itu. "

Mereka menetap menggunakan asid polyylactic (PLA), bahan plastik yang boleh terbiodegradasi dan mesra alam. PLA, yang biasa digunakan untuk percetakan 3D, adalah pilihan yang mudah, kerana bahan tersebut sudah digunakan di semua pencetak perpustakaan.

Seluruh proses hanya berharga $ 20, jauh dari ratusan dolar yang pembaikan prostetik untuk kerang kura biasanya kos.

Prostetik perlu diganti dari semasa ke semasa, kerana mereka tidak akan berkembang dengan kura-kura. Tetapi dengan kos yang rendah, ini hanya menyusahkan.

Projek ini menunjukkan potensi cetakan 3D yang tidak terhad, terutamanya dalam bidang perubatan.

DeMuth berkata bahawa doktor haiwan boleh menggunakan teknologi untuk mencipta segala-galanya dari prostetik kepada implan pembedahan kepada alat perubatan.

"Tidak seperti dalam bidang perubatan manusia, pesakit haiwan kita datang dalam pelbagai bentuk dan saiz yang sangat pelbagai, jadi mempunyai keupayaan untuk mencipta bahan yang disesuaikan dengan setiap individu yang unik menjadikan masa yang sangat menarik dalam amalan veterinar," katanya dalam satu kenyataan .

Bagi Van Ness, beliau menyatakan bahawa dia pernah bekerja dengan sebuah syarikat yang menggunakan pencetak 3D untuk tujuan perubatan.

"Mereka mencetak tulang dengan titanium, dan mereka mencetak beribu-ribu dolar," katanya. "Saya bekerja dengan sepasang kembar yang disambungkan ke tulang percetakan yang diperlukan semasa dan selepas pemisahan. Kami juga mempunyai doktor haiwan Iraq yang rahang kami dibina semula. Kami mencetak struktur kisi, sehingga regrows tulang, ia tumbuh ke dalam kisi dan merangkul ke logam, dan logam perlahan-lahan pecah. "

Selain itu, Van Ness berkata, perkembangan teknologi ini mengaburkan sempadan seni dan sains.

"Bagi saya, seni itu hanya diterapkan sains," katanya. "Kami melakukan eksperimen, yang merupakan karya seni kami; kami mempunyai makmal, yang studio kami. Sebahagian daripada saya sentiasa cuba mengganggu sistem sedikit. Di sinilah inovasi datang. "

"Saya sedang bekerja dengan pencetak 3D biologi," katanya. "Saya merancang untuk mencetak bahan biosensitif dan menggunakan sampel sel untuk mengembangkan sel saya sendiri di arca saya. Saya akan mencetak struktur yang menyokong bio, mengambil tampalan pipi dan mengembangkan budaya di atasnya. "

Sama ada membantu veteran Iraq Perang atau kura-kura yang cedera, teknologi ini mengubah kehidupan. Selama sisa hidupnya, implan prostitusi Daisy akan melindungi dia dari jangkitan sementara membiarkannya berlari di sekitar halaman seperti yang dilakukannya sebelum kemalangan. Sementara itu, Tim hanya akan mempunyai pemainnya sehingga cangkangnya selesai penyembuhan.