Bart Taylor si è divertito moltissimo con la sua dissezione di topo al liceo. La sua pelle era irritata dal conservante di formalina che era trapelato da una lacrima nel suo guanto, i suoi occhi si innaffiarono e il suo olfatto fu distrutto per una settimana. Ha continuato a fallire il test di anatomia. Era irritato dal fatto che un topo morisse per la sua educazione e che non avesse davvero imparato molto dall'esperienza.
Poco più di un decennio dopo, dopo aver superato il suo disgusto per il duodeno, Taylor stava smontando i topi in modo professionale come tecnico di necropsia per un istituto di ricerca medica, quando acquistò la sua stampante 3D PrintrBot. A lungo affascinato dalle possibilità di fabbricazione domestica, aveva appena finito di assemblare il nuovo impianto nella sua casa di Silver Spring, nel Maryland. Ma era perplesso. Cosa ci farebbe davvero?
Sentendosi imprudente, stampò a sua figlia un martello giocattolo. Ciò chiaramente non lo avrebbe tagliato nella categoria "vantaggiosa". Quindi Taylor si rivolse a sua moglie, Tara Whittle, una biologa della fauna selvatica, per idee. Gli suggerì di stampare un modello realistico di un animale.
Ha cliccato. Ratti, rane, maiali fetali e altri piccoli animali sono lo standard per le dissezioni di biologia di base, ma non esiste un'alternativa pratica e fisica a un esemplare conservato. I programmi per computer non possono fare altro che fornire una buona rappresentazione. Andavano via l'odore, i prodotti chimici, gli animali morti.
"Siamo in grado di stampare un animale e strutturare gli strati in modo che sembrino veri e propri tessuti e creare un modello che una persona possa sezionare senza mai indossare guanti, usare strumenti affilati o uccidere un animale", afferma Taylor.
Tara Whittle, Bart Taylor e la loro figlia nel loro spazio di lavoro. (NecropSynth) Il mese scorso, la coppia ha fondato una startup, soprannominata NecropSynth, per realizzare l'idea. Credono di poter rendere più accessibile l'educazione scientifica di qualità, ridurre l'esposizione degli studenti a sostanze chimiche dannose ed eventualmente eliminare l'uso di ciò che considerano materiali eticamente discutibili nei laboratori scientifici.
E più economico di un secchio di topi. Con le stampanti 3D e i filamenti di plastica che diventano sempre più onnipresenti e convenienti, Taylor ritiene che sarebbe molto più economico utilizzare modelli riciclabili. Stima che ogni topo stampato potrebbe costare da $ 2 a $ 3, rispetto a $ 8 a $ 12 per ratto da una società di approvvigionamento biologico. La National Anti-Vivisection Society riferisce che l'84 percento degli insegnanti di biologia pre-universitari negli Stati Uniti usa la dissezione in classe, il che equivale a circa 6-12 milioni di esemplari. Taylor e Whittle chiamano il loro prototipo SynthDawley, un cenno al ratto Sprague Dawley, l'onnipresente ratto albino dagli occhi rossi utilizzato in un'ampia varietà di studi biomedici.
Il suo attuale array di stampanti include PrintrBot a singolo filamento originale — il produttore del dispositivo ha un obiettivo dichiarato di ottenere almeno una stampante 3D in ogni scuola negli Stati Uniti — così come una stampante più avanzata in grado di produrre oggetti da due diversi materiali allo stesso tempo. Ciò consente la fabbricazione di anatomia complicata, in modo che durante una dissezione, le "ossa" possano essere fatte di un materiale più duro del "muscolo circostante", per esempio.
Taylor e Whittle stampano il sistema vascolare del ratto. (NecropSynth) Taylor e Whittle vogliono stampare i sistemi vascolare, nervoso e gastrointestinale come condotti cavi che gli educatori potrebbero iniettare con un gel colorato per evidenziare quelle strutture; i topi preparati in questo modo dai fornitori possono costare fino a $ 25 per singolo esemplare.
"Riteniamo che la riduzione dei costi renda l'istruzione molto più aperta. Può aiutare a colmare il divario che la classe socioeconomica pone tra le scuole che potrebbero non essere in grado di permettersi campioni biologici e attrezzature per dissezione [e quelle che possono] ”, afferma Taylor.
In occasione del National Maker Faire dello scorso fine settimana a Washington, DC, Taylor e Whittle hanno mostrato una prima versione della conchiglia che sperano di utilizzare per il corpo del ratto e hanno dimostrato alcuni degli schemi di SketchUp Pro che hanno per altre parti del corpo. Il loro estrusore a doppia testa aveva funzionato male la notte prima della Fiera, ma durante la sessione di venerdì, il loro piccolo fidato PrintrBot era impegnato a stampare alcune vene.
"Tutti hanno adorato la nostra idea", dice Whittle del feedback ricevuto dai partecipanti alla fiera. "Tutti hanno riconosciuto le problematiche del budget e della sicurezza e dei modelli non standard utilizzati nelle aule."
Negli studi medici, i ratti devono essere standardizzati, allevati con cura in modo che siano il più possibile simili tra loro, in modo che gli studi possano essere riprodotti e verificati dai coetanei. I ratti usati per la biologia del liceo non sono così incontaminati: gli animali per la dissezione di biologia di base possono essere maschi o femmine, in gravidanza o addirittura malati. Un insegnante di biologia che si è fermato al tavolo di NecropSynth ha lamentato il fatto che i suoi studenti hanno avuto grossi problemi nell'identificare le interiora delle loro rane perché erano pieni di cisti.
"Con questo, siamo in grado di fornire un modello standardizzato", afferma Whittle. "Saprai esattamente cosa stai guardando."
Mike Burdsall, un insegnante di biologia di 30 anni e presidente del dipartimento di scienze della Danville Community High School di Danville, Indiana, pensa che i topi sintetici sarebbero una risorsa inestimabile.
"Molte scuole hanno ridotto le dissezioni, che sono un ottimo strumento di apprendimento", ha scritto Burdsall in un'e-mail. "Con questi nuovi 'topi', più scuole sarebbero in grado di fare dissezioni. Gli studenti non sarebbero in grado di rinunciare ai laboratori a causa delle obiezioni. Ma avrei bisogno di dissezionarli per vedere quanto replicano bene la realtà."
Una manciata di persone ha espresso dubbi sul fatto che una corretta dissezione potrebbe essere fatta su un topo sintetico e che Taylor e Whittle non vogliono trarre profitto dal loro design. Pianificano di rendere tutti i loro schemi gratuiti per il pubblico, una volta finalizzati, si spera entro il prossimo inverno.
“Alcune persone non riuscivano a crederci. Non stiamo cercando di venderlo ”, ride Whittle.
I due iniziarono con un topo, perché avevano più familiarità con la sua anatomia. Vendere modelli finiti o espandere i loro disegni ad altri animali è ancora in un orizzonte lontano, dice Taylor.
"In questo momento voglio concentrarmi su come ottenere un design che abbia davvero coraggio", aggiunge.
