Για πολλά προϊόντα δεν θα απαιτείται πια μαζική παραγωγή. Ο όρος εντοπιότητα θα αποκτήσει νέο περιεχόμενο και ουσία, καθώς η παγκοσμιοποίηση θα αποκτήσει νέους πρωταγωνιστές

Της Μαργαρίτας Βεργολιά

^[1]Τον 19ο αιώνα ήταν η ατμομηχανή και ο τηλέγραφος. Τον 20ό το διαδίκτυο. Στον αιώνα που διανύουμε, η ανακάλυψη που λέγεται ότι θα φέρει επανάσταση είναι το… 3D printing. Ελληνιστί, μιλάμε για την τρισδιάστατη εκτύπωση και δεν έχει καμία σχέση με όσα γνωρίζατε μέχρι τώρα. Μην πάει λοιπόν ο νους σας σε νέας μορφής εκτύπωση στο χαρτί ούτε σε ειδικού τύπου μελάνια. Από κούπες, κουζινικά σκεύη και παιδικά παιχνίδια, έως έργα τέχνης, κοσμήματα, ρούχα, ακόμη και σοκολάτες εκτυπώνονται πια κανονικά από τα υπερσύγχρονα αυτά μηχανήματα, στρώση προς στρώση του εκάστοτε υλικού που απαιτείται ως πρώτη ύλη. Επί του παρόντος, μοναδικός περιορισμός είναι η τεχνολογική εξέλιξη, που τώρα πια καλπάζει. Σε λίγο, όριο μπορεί να είναι μόνον η φαντασία και -κατά πώς φαίνεται- τα πνευματικά δικαιώματα για κάθε ψηφιακή πατέντα…

Ηδη βρίσκονται στα σκαριά σχέδια για την 3D εκτύπωση ενός κτιρίου στις όχθες των καναλιών του Αμστερνταμ. Στο μέλλον, οι αρχιτέκτονες οραματίζονται ότι θα εκτυπώνουν ολόκληρες συνοικίες! Αντίστοιχα μεγάλα όνειρα έκαναν και πολλοί… πολεμοχαρείς, όταν εκτυπώθηκε τρισδιάστατα προ μηνών -και μετά απαγορεύτηκε- το πρώτο όπλο!

Ομως, η πιο σημαντική επανάσταση -πέρα από τη δεδομένη αλλαγή στη δομή της παγκόσμιας οικονομίας- αναμένεται να έλθει στους τομείς των τροφίμων και της ιατρικής. Αργά ή γρήγορα, λένε οι ερευνητές, θα μπορούμε να εκτυπώνουμε τρισδιάστατα από ένα χορταστικό, γεμάτο πρωτεΐνες μπέργκερ έως ένα πλήρως λειτουργικό ανθρώπινο συκώτι!

Μοσχεύματα σε… copy;

^[2]Η τεχνολογία της 3D εκτύπωσης εφαρμόζεται εδώ και καιρό στην κατασκευή προσθετικών μελών από διάφορα υλικά, καθένα προσαρμοσμένο απόλυτα στον χρήστη. Σήμερα, η προσθετική κατασκευή -όπως είναι αλλιώς γνωστή η τεχνική- χρησιμοποιείται από τους χειρουργούς πριν από τις επεμβάσεις (π.χ. μια δυσλειτουργική καρδιά ή ένα σπασμένο κόκαλο ασθενούς σκανάρονται και τα ακριβή αντίγραφά τους εκτυπώνονται τρισδιάστατα, ώστε να έχει ο γιατρός κατά περίπτωση πλήρη εικόνα της ανατομίας του οργάνου), ακόμη και από μαιευτήρες, όταν φέρ’ ειπείν έχουν να αντιμετωπίσουν περιπτώσεις εμβρυακών ανωμαλιών και χρησιμοποιούν εκτυπωμένα ακριβή 3D αντίγραφα του κυήματος, για να εξηγήσουν στους γονείς τι ακριβώς συμβαίνει.

Ομως, από τον περασμένο Μάιο, τα δεδομένα άλλαξαν, όταν η τεχνική της τρισδιάστατης εκτύπωσης χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην ιατρική πρακτική. Τότε, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν στις ΗΠΑ κατάφεραν να σώσουν τη ζωή ενός βρέφους που γεννήθηκε με μια σπάνια πάθηση του αναπνευστικού και η καρδιά του σταματούσε κάθε τρεις και λίγο να χτυπά εξαιτίας της έλλειψης οξυγόνου.

Οι συμβατικές εναλλακτικές τους ήταν είτε να βρουν ένα μόσχευμα τραχείας -που μπορεί να μην εφάρμοζε σωστά ή να απορριπτόταν από τον οργανισμό του ασθενή- είτε να έφτιαχναν στο εργαστήριο έναν τεχνητό αεραγωγό από βλαστοκύτταρα. Και στις δύο περιπτώσεις, όμως, θα απαιτούνταν πολύς χρόνος…

Αντ’ αυτού, έκαναν απεικόνιση της τραχείας και του βρόγχου του παιδιού με αξονική τομογραφία. Εφτιαξαν το ακριβές ψηφιακό σχέδιο του οργάνου. Και μέσα σε μόλις μία ημέρα είχαν ήδη εκτυπώσει τρισδιάστατα ένα πιστό πλαστικό αντίγραφό του, χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη βιοδιασπώμενο πολυεστέρα που θα απορροφηθεί από τον οργανισμό το πολύ μέσα σε τρία χρόνια. Τώρα οι ερευνητές προγραμματίζουν την 3D εκτύπωση κι άλλων ανθρώπινων τμημάτων και οργάνων – αυτιά, μύτες, οστά. Αλλά η μεγάλη πια πρόκληση είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση πλήρως λειτουργικών ανθρώπινων μοσχευμάτων!

Από το 2011, ο δρ Αντονι Ατάλα -διευθυντής του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Ιατρικής Wake Forest, στη Νότια Καρολίνα- είχε προκαλέσει αίσθηση και σοκ στην ιατρική κοινότητα, όταν πάνω στην κεντρική σκηνή του διεθνούς συνεδρίου TED έφτιαξε και εκτύπωσε τρισδιάστατα, με πρώτη ύλη ζωντανά κύτταρα, ένα ανθρώπινο συκώτι! Φυσικά, το ζωτικό όργανο δεν μπορούσε να λειτουργήσει κανονικά – το κατασκεύασμά του έβγαζε μια ουσία που θύμιζε κάτι από ούρα. Ηταν, ωστόσο, μια ενθαρρυντική αρχή…

«Αυτή τη στιγμή εργαζόμαστε πάνω στην 3D εκτύπωση μικρών κομματιών ανθρώπινου ιστού αρτηριών και συκωτιού», λέει ο Μάικλ Ρέναρντ, αντιπρόεδρος στην εταιρεία βιοεκτυπώσεων (!) Organovo, στις ΗΠΑ. Ομως, η μεγαλύτερη πρόκληση -λέει- παραμένει η λειτουργία των τεχνητών αυτών κυττάρων σε ένα αγγειακό σύστημα, που θα τους μεταφέρει οξυγόνο και θα απομακρύνει το διοξείδιο του άνθρακα. Ως γνωστόν, χωρίς αυτά, τα κύτταρα θα πεθάνουν.

«Οταν θα είναι έτοιμα, τότε θα μπορούμε να εκτυπώσουμε τα πάντα μέσα σε λίγες ώρες», λέει ο Ρέναρντ. Αλλά για κάτι τέτοιο, παραδέχεται, θα χρειαστούν πολλά ακόμη χρόνια. «Σε μια 10ετία θα υπάρχει η δυνατότητα να εκτυπώνουμε τρισδιάστατα συμπληρωματικούς ιστούς που θα βοηθούν στην αναγέννηση των οργάνων, όπως νευρώνες, τμήματα αρτηριών ή χόνδρους για αρθρώσεις. Ομως, για τους πιο περίπλοκους ιστούς θα απαιτηθούν τουλάχιστον 20 χρόνια». Σε κάθε περίπτωση, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι όσα έχουν ήδη χειροπιαστά -3D εκτυπωμένα μέρη ιστών, με λίγα λόγια- μπορούν κάλλιστα να χρησιμοποιηθούν από τώρα σε δοκιμές νέων φαρμάκων!

«Ετοιμος ο μουσακάς! Τυπώνεται!»

Μόλις φέτος, η NASA έδωσε το «πράσινο φως» -και 125.000 δολάρια ως χρηματοδότηση- σε ένα πιλοτικό πρόγραμμα για την κατασκευή ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή που θα φτιάχνει… φαγητό για αστροναύτες! Επικεφαλής του εγχειρήματος είναι ένας πολιτικός μηχανικός με πείρα στη χρήση 3D εκτυπωτών.

Θεωρητικά, όταν τελειοποιηθεί, το μηχάνημα θα χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη συστατικά τροφών σε σκόνη και με το… πάτημα του print θα φτιάχνει δείπνα κατά παραγγελία. Η τεχνική αυτή έχει ήδη εφαρμοστεί στην τρισδιάστατη εκτύπωση σοκολάτας! Εν προκειμένω, το «μενού» περιλαμβάνει πίτσα! Εάν όλα πάνε καλά, ο εκτυπωτής της NASA θα στρώνει πρώτα τη ζύμη, την οποία και θα ψήνει, ενώ στη συνέχεια θα συνδυάζει σκόνη ντομάτας με λάδι και νερό για να φτιάξει τη σάλτσα.

Φυσικά, το πιλοτικό αυτό πρόγραμμα δεν είναι το μόνο που αυτή τη στιγμή «τρέχει». Στο εργαστήριο Creative Machines Lab του Πανεπιστημίου Κορνέλ στη Νέα Υόρκη, οι ερευνητές έχουν ήδη καταφέρει να χρησιμοποιούν ως πρώτες ύλες σε 3D εκτυπωτές φιστικοβούτυρο, γλάσο και -ναι- πολτοποιημένο κρέας, στο οποίο προσθέτουν ως «συνδετικό υλικό» το ένζυμο τρανσγλουταμινάση!

Η αμερικανική εταιρεία Modern Meadow, εν τω μεταξύ, προσπαθεί εδώ κι έναν χρόνο να πετύχει τη βιοεκτύπωση δέρματος και κρέατος κατάλληλου προς βρώση, χωρίς να σφαγιαστεί ούτε ένα ζώο! Η τεχνική πάνω στην οποία πειραματίζονται εδώ οι ερευνητές είναι αντίστοιχη με εκείνη που εφαρμόζεται στον ιατρικό τομέα. Θεωρούν ότι θα χρειαστεί πολύς ακόμη χρόνος μέχρι να εκτυπώσουν 3D ένα αφράτο μπέργκερ ή μια ζουμερή μπριζόλα. Στις προσπάθειές τους έχουν, πάντως, την αμέριστη υποστήριξη και χρηματοδότηση του δισεκατομμυριούχου συνιδρυτή της PayPal, Πίτερ Θιλ…

Και οικονομικός πόλεμος 3D;

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του Παγκόσμιου Οργανισμού Πνευματικής Ιδιοκτησίας (WIPO), η αγορά τρισδιάστατων εκτυπώσεων αναμένεται να φτάσει στα 3,7 δισεκατομμύρια δολάρια το 2015, ενώ θα έχει σχεδόν διπλασιαστεί στα 6,5 δισ. δολάρια το 2019.

Σήμερα, η τιμή ενός 3D εκτυπωτή κυμαίνεται -ανάλογα με τις τεχνικές του δυνατότητες- από 500.000 έως 1 εκατομμύριο ευρώ. Αλλά καθώς η αλυσίδα της προσφοράς και της ζήτησης θα αρχίσει να μεγαλώνει, οι τιμές αναμένεται να πέσουν κι άλλο, όπως συνέβη π.χ. με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές ή τα DVD. Μοιραία, πολλοί αναλυτές θεωρούν ότι είναι απλά θέμα χρόνου η προσθετική κατασκευή να γίνει «κτήμα» όλων, όταν καθένας από εμάς θα μπορεί να έχει κι από έναν ατομικό -έστω περιορισμένων δυνατοτήτων- τρισδιάστατο εκτυπωτή στο σπίτι!

Κι όταν αυτό συμβεί, θα σηματοδοτήσει μια δομική αλλαγή στην παγκόσμια οικονομία. Η σχέση μεταξύ προσφοράς και ζήτησης θα επανακαθοριστεί. Για πολλά προϊόντα δεν θα απαιτείται πια μαζική παραγωγή ούτε εξωχώριες αναθέσεις (outsourcing). Ο όρος εντοπιότητα θα αποκτήσει νέο περιεχόμενο και ουσία, καθώς η παγκοσμιοποίηση θα αποκτήσει νέους πρωταγωνιστές και θα ορίζει πια με άλλους όρους το «παιχνίδι»…

Πώς λειτουργούν

Ως πρώτη ύλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί πάσης φύσεως υλικό: πλαστικό, μέταλλα, σκόνες ελαίων και τροφίμων, μέχρι και κύτταρα! Η τρισδιάστατη εκτύπωση γίνεται με τη διαδοχική προσθήκη του ενός στρώματος υλικού πάνω στο άλλο, βάσει ψηφιακών σχεδίων, που περιέχουν ακριβώς τις διαστάσεις και τις λοιπές προδιαγραφές του αναπαραγόμενου προϊόντος και τα οποία κυκλοφορούν ευρέως πια μέσω διαδικτύου. Ανάλογα πάντα με τις δυνατότητες του εκτυπωτή -υπάρχουν από βιομηχανικοί μέχρι και οικιακοί- το τελικό προϊόν μπορεί να έχει διάφορα μεγέθη, να είναι μονοκόμματο ή να έχει ακόμη και κινητά μέρη, με διαφορετικούς βαθμούς σκληρότητας ή ευκαμψίας το καθένα.