摩方PμSL微納3D打印技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

人們在探索生命奧秘的旅途中，不斷拓展延伸生物醫(yī)療領(lǐng)域的諸多應(yīng)用場景。3D打印技術(shù)的誕生與發(fā)展，不僅賦予了社會生產(chǎn)制造新路徑和新優(yōu)勢，也為生物醫(yī)療領(lǐng)域注入了前所未有的活力和可能性。它使得醫(yī)療工作者能夠根據(jù)患者的具體情況進行定制化治療，從而提高治療效果和患者的生活質(zhì)量。同時在制造醫(yī)療設(shè)備和器械方面也具有巨大的優(yōu)勢，這是傳統(tǒng)的制造方法所無法比擬的。

摩方精密作為全球微納尺度3D打印技術(shù)及精密加工能力解決方案提供商，能夠根據(jù)客戶的需求，快速制作出符合要求的原型，這樣快速驗證和即時反饋的能力，不僅優(yōu)化了最終的生產(chǎn)設(shè)計，而且大大加快了臨床前測試的產(chǎn)品開發(fā)速度。

廣泛應(yīng)用前景 重塑未來醫(yī)療
據(jù)Acumen Research and Consulting最近發(fā)布的報告稱，2022年全球醫(yī)療3D打印應(yīng)用市場規(guī)模為28億美元，到2032年將達到110億美元，復合年增長率為16.6%。

在生物醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印技術(shù)正逐步成為一項不可或缺的技術(shù)。它能夠根據(jù)患者的具體情況進行定制化制造，從而提高治療效果和患者的生活質(zhì)量。例如，通過3D打印技術(shù)制造的各類支架、器官芯片、微針以及植入物，能夠更好地適應(yīng)患者的身體結(jié)構(gòu)，提高舒適度和使用效果。

把握創(chuàng)新動向 引領(lǐng)科學巔峰
摩方精密致力于探索微納3D打印在生物醫(yī)療領(lǐng)域更多元的創(chuàng)新應(yīng)用場景，希望為行業(yè)帶來前所未有的革命性突破。接下來，通過幾組客戶應(yīng)用案例，共同領(lǐng)略這些微小卻強大的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造的無限可能。

3D打印生物支架（骨再生）
上海交通大學等團隊研究基于表面改性的3D打印多孔生物活性玻璃(BG) /氧化石墨烯（GO）支架對巨噬細胞活化和骨再生的影響。該團隊利用摩方精密microArch®S240（精度：10μm）3D打印設(shè)備，成功打印了生物支架。

其打印結(jié)構(gòu)為多孔圓柱，整體尺寸12.5*2mm3，燒結(jié)前孔徑500μm、燒結(jié)后(孔徑300-350μm，桿徑約200-250μm)，孔隙率80%。該研究成功實現(xiàn)了骨再生，有望用于臨床骨缺損的治療中。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110673

光固化水凝膠（優(yōu)異的成型精度）
湖南大學機械與運載工程學院韓曉筱教授等提出了一種光吸收與自由基反應(yīng)協(xié)同作用的光散射抑制新機制，并基于此機制開發(fā)了一種新型光抑制劑（Curcumin-Na，Cur-Na），成功制造了各種具有多尺度通道和薄壁網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物活性功能支架。

團隊將添加了Cur-Na的生物墨水應(yīng)用到摩方精密nanoArch®S130（精度：2μm）光固化打印機中，成功地制造了各種復雜結(jié)構(gòu)體（仿生支架，可灌注血管網(wǎng)絡(luò)，極小三周期曲面等），證明了該光抑制劑在制造具有小尺度特征的功能性載細胞3D支架方面的卓越能力。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-38838-2


3D打印血管支架
來自香港城市大學等團隊基于PμSL技術(shù)3D打印和金屬薄膜沉積，設(shè)計和制造了具有高徑向強度的薄壁3D打印復合心血管支架。成功實現(xiàn)了壁厚約為150μm且具有高徑向強度的復合支架。這項工作為解決薄壁厚度和高徑向強度無法同時實現(xiàn)的困境提供了一種潛在的解決方案，并激發(fā)了更多基于新型3D打印力學超材料醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用的靈感。

該研究采用摩方精密nanoArch®S140（精度：10μm），利用PμSL技術(shù)打印鏤空支架結(jié)構(gòu)結(jié)合磁控濺射鍍金，制備具有良好的細胞兼容性和高徑向強度的復合血管支架。該支架結(jié)構(gòu)的直徑3.5mm，長度9.4mm，支柱厚度120μm，壁厚150-250μm。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.116572

水凝膠支架（肌腱再生）
來自浙江大學的團隊研發(fā)了一種具有平行排列基底層結(jié)構(gòu)的Exos-Yap1功能化GelMA水凝膠，以增強TSPCs的粘附性，促進細胞干性，并將再生細胞引導至肌腱，用于體外和體內(nèi)肌腱再生。

該團隊使用摩方精密nanoArch®S130（精度：2μm）打印出平行排列的溝槽結(jié)構(gòu)，整體尺寸約5*4.7mm2，結(jié)合PDMS翻模制備仿生水凝膠支架，可修復肌腱缺損、實現(xiàn)體外/體內(nèi)肌腱再生，在臨床上有巨大應(yīng)用潛力。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.02.018

可穿戴空心微針（按需給藥）

廈門大學陳鷺劍教授與胡學佳助理教授提出一種新型的主動藥物遞送機制，團隊在聲學與微結(jié)構(gòu)相互作用機理研究基礎(chǔ)上，提出利用PZT在微針針尖誘導渦流，產(chǎn)生微泵效應(yīng)，并通過貼片的集成設(shè)計，實現(xiàn)智能的按需藥物釋放。

該空心微針使用了摩方精密公司的nanoArch®S130（精度：2μm）高精度3D打印機制造，該陣列由10×10個微針單元組成，每個單元高1000微米。研究結(jié)果表明，器件的高精度加工確保了針尖的銳度以及均一性，從而進一步保證針尖可在聲學驅(qū)動下產(chǎn)生較強渦流效應(yīng)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147124

肝腺泡芯片（有效構(gòu)建肝血竇）
中國科學技術(shù)大學團隊研發(fā)了一種構(gòu)建肝臟竇道的方法，基于PμSL技術(shù)打印微針模具并在凝膠內(nèi)部形成通道，最終成功在肝腺泡芯片內(nèi)形成肝血竇。

在摩方精密的nanoArch®S130（精度：2μm）高精度3D打印機的支持下，該團隊制造了尺寸為50*3*7.4mm的微針模具，其直徑為100-200μm、高度最高2.4mm；輔助模具孔徑200μm；最終基于150μm微針模具構(gòu)建的肝腺泡芯片，成功形成肝血竇。該研究有望為制造完全功能化的肝臟生物反應(yīng)器鋪平了道路。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41378-023-00544-w

雖然3D打印技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)取得了很多突破性進展，但很多技術(shù)仍處于研究和實驗階段。未來的發(fā)展需要更多的臨床驗證和實際應(yīng)用，以確保技術(shù)的可行性和有效性。

面對未來，摩方精密將堅持不懈地通過材料研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、臨床合作以及跨學科整合等多方面的優(yōu)化措施，持續(xù)助力生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展。