隨著時(shí)間的推移，生物3D打印技術(shù)也取得了一些不錯(cuò)的進(jìn)展。但距離真正實(shí)現(xiàn)生物3D打印器官和組織的移植仍有幾十年之久。與此同時(shí)，科學(xué)家們重新將該技術(shù)用于3D打印生物相容性高精度硅膠植入物。

但像生物材料或硅樹(shù)脂之類(lèi)的軟質(zhì)材料難以進(jìn)行3D打印，因?yàn)樗鼈儾荒芟?/span>3D打印機(jī)通常所使用的剛性材料一樣能支撐自身。在2015年，佛羅里達(dá)大學(xué)的Tommy Angelini實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了一種新的3D打印軟材料，通過(guò)將其注入到類(lèi)似于消毒劑的顆粒狀凝膠中，在打印時(shí)支撐它們。

這使得他們可以使用水凝膠、硅膠和其他聚合物打印各種形狀，包括允許外科醫(yī)生在進(jìn)行手術(shù)之前進(jìn)行手術(shù)的器官?gòu)?fù)制。他們還設(shè)法使用該方法打印活細(xì)胞，這表明它對(duì)生物3D打印有幫助。

雖然近年來(lái)在生物打印方面取得了重大進(jìn)展，但實(shí)際醫(yī)療用途還有幾十年的時(shí)間。科技分析師IDTechEx預(yù)測(cè)，到2027年，全球生物3D打印市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到18億美元，但這一增長(zhǎng)將取決于藥物篩選和化妝品及其他消費(fèi)品的開(kāi)發(fā)等應(yīng)用。

相比之下，硅膠已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療植入物，包括用于排出體液的導(dǎo)管、起搏器和為氣道設(shè)計(jì)的支架。3D打印這些設(shè)備可以使高度定制的植入物生產(chǎn)成本更低和生產(chǎn)速度更快。

但是，兩年前Angelini和同事所設(shè)計(jì)的方法能夠?qū)崿F(xiàn)硅膠3D打印，其精度和實(shí)力都有限。這是由于顆粒狀凝膠材料是水性的，與油性硅油墨不相容。

現(xiàn)在該集團(tuán)已經(jīng)創(chuàng)建了新的油基凝膠，使其能夠以超高精度3D打印硅膠結(jié)構(gòu)，并且耐用性也很高。這使得他們能夠創(chuàng)建3D支架、中空血管網(wǎng)絡(luò)、功能流體泵，甚至模型氣管植入物。

Angelini在新聞稿中說(shuō)：“事實(shí)上，我們可能需要幾十年的時(shí)間才能把3D打印的組織和器官?gòu)V泛植入病人身上。相比之下，無(wú)生命的醫(yī)療器械已被廣泛用于植入。我們先于其他生物3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)，硅膠器件可以廣泛使用，而無(wú)需技術(shù)上的有限延遲。”

研究人員說(shuō)，新方法將3D打印硅膠組件的最小特征尺寸降低了一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)，開(kāi)辟了一系列新的可能性。

該研究小組展示了堅(jiān)固的管道，墻壁的厚度僅為450微米，能夠打印更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，但凝膠的粘度使得不可能去除微細(xì)的部件而不損壞它們。

他們還展示了建造一個(gè)水泵的能力，該泵在兩個(gè)室內(nèi)使用兩個(gè)自由浮動(dòng)球作為一系列單一步驟打印的閥門(mén)。通過(guò)在其周?chē)?D打印室來(lái)封裝某物的這種能力也可以應(yīng)用于制造藥物釋放裝置。

能夠使用生物相容性材料（如硅膠）以這樣的精度進(jìn)行打印，不僅可以使當(dāng)前的醫(yī)用植入物更堅(jiān)固、更便宜、更靈活和更可定制，還可以通過(guò)復(fù)雜的閥門(mén)和管道網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建更復(fù)雜的裝置。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，Angelini的研究小組仍然專(zhuān)注于生物打印，但這可能在此期間成為一個(gè)有用的縮影。

(責(zé)任編輯：admin)

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