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?cè)谔剿魃�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(chǎng)景。3D打印技術(shù)的誕生與發(fā)展，不僅賦予了社會(huì)生產(chǎn)制造新路徑和新優(yōu)勢(shì)，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(jìn)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(shí)在制造醫(yī)療設(shè)備和器械方面也具有巨大的優(yōu)勢(shì)，這是傳統(tǒng)的制造方法所無(wú)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(yàn)證和即時(shí)反饋的能力，不僅優(yōu)化了最終的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，而且大大加快了臨床前測(cè)試的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。

廣泛應(yīng)用前景 重塑未來(lái)醫(yī)療
據(jù)Acumen Research and Consulting最近發(fā)布的報(bào)告稱，2022年全球醫(yī)療3D打印應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模為28億美元，到2032年將達(dá)到110億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)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(xiàng)不可或缺的技術(shù)。它能夠根據(jù)患者的具體情況進(jìn)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(guò)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(dòng)向 引領(lǐng)科學(xué)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(chǎng)景，希望為行業(yè)帶來(lái)前所未有的革命性突破。接下來(lái)，通過(guò)幾組客戶應(yīng)用案例，共同領(lǐng)略這些微小卻強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造的無(wú)限可能。

3D打印生物支架（骨再生）
上海交通大學(xué)等團(tuán)隊(duì)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(duì)巨噬細(xì)胞活化和骨再生的影響。該團(tuán)隊(duì)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(shí)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(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)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(jī)制，并基于此機(jī)制開(kāi)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(tuán)隊(duì)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(jī)中，成功地制造了各種復(fù)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(xì)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(lái)自香港城市大學(xué)等團(tuán)隊(duì)基于PμSL技術(shù)3D打印和金屬薄膜沉積，設(shè)計(jì)和制造了具有高徑向強(qiáng)度的薄壁3D打印復(fù)合心血管支架。成功實(shí)現(xiàn)了壁厚約為150μm且具有高徑向強(qiáng)度的復(fù)合支架。這項(xiàng)工作為解決薄壁厚度和高徑向強(qiáng)度無(wú)法同時(shí)實(shí)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(xué)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(xì)胞兼容性和高徑向強(qiáng)度的復(fù)合血管支架。該支架結(jié)構(gòu)的直徑3.5mm，長(zhǎng)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(lái)自浙江大學(xué)的團(tuán)隊(duì)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(qiáng)TSPCs的粘附性，促進(jìn)細(xì)胞干性，并將再生細(xì)胞引導(dǎo)至肌腱，用于體外和體內(nèi)肌腱再生。

該團(tuán)隊(duì)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(fù)肌腱缺損、實(shí)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(mén)大學(xué)陳鷺劍教授與胡學(xué)佳助理教授提出一種新型的主動(dòng)藥物遞送機(jī)制，團(tuán)隊(duì)在聲學(xué)與微結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理研究基礎(chǔ)上，提出利用PZT在微針針尖誘導(dǎo)渦流，產(chǎn)生微泵效應(yīng)，并通過(guò)貼片的集成設(shè)計(jì)，實(shí)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(jī)制造，該陣列由10×10個(gè)微針單元組成，每個(gè)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(jìn)一步保證針尖可在聲學(xué)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生較強(qiáng)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(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)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(jī)的支持下，該團(tuán)隊(duì)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(jìn)展，但很多技術(shù)仍處于研究和實(shí)驗(yàn)階段。未來(lái)的發(fā)展需要更多的臨床驗(yàn)證和實(shí)際應(yīng)用，以確保技術(shù)的可行性和有效性。

面對(duì)未來(lái)，摩方精密將堅(jiān)持不懈地通過(guò)材料研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、臨床合作以及跨學(xué)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。