物资不够,打印来凑? 3D打印成疫情下的救场奇兵( 二 )


其次,3D打印是一种增材制造技术,也就是说与传统的车床机械加工一类减材制造技术不同,产品是由原料直接在空间中堆砌而成 。 可以把车床机械加工比作石雕,刀斧锤凿齐上阵,最终的作品比起最初的原石只少不多 。
另外一方面,3D打印好比泥塑,塑造形象的组成部分不断叠加,最终的作品比起最初的泥胚只多不少 。 有了这迥异于其他前辈的两大特色,3D打印能在机械制造技术的武林之中自立门户也就不足为奇了 。
3D打印技术,生物材料也能打印出来
3D打印技术诞生之后,人们为了解决移植器官来源有限的问题又发明了3D生物打印 。 因为在现有的医疗手段中,一个器官的获取要以另一个人器官的失去为前提,而主动或被动失去的器官数量又远远少于需要的器官 。 基于现有打印技术的3D生物打印机使用了生物材料,可以复合细胞、生长因子等活性成分,从而逐层构建活体组织 。
3D生物打印过程(图片来源:百度图片)
2009年底,Organovo公司制造出第一台3D生物打印机的原型机 。 研究者在供打印的液态材料中复合从骨髓、脂肪等组织中提取出的干细胞,或不同的活性因子,通过打印头将液体按照一定图案打印在接收平台上 。 打印头每打印过一层,就会提升一个层高的刻度,继而开始下一层图案的打印,从而逐渐实现人造组织的成型,这一过程类似于普通3D打印在工业应用中的模型制造 。
3D打印在其他生物领域的应用也很广 。
现在,医用钛合金人工骨,人工关节等已经广泛采用了3D打印技术 。 首先,通过CT或者核磁共振等成像技术获知患者身体的精确三维结构,然后将数据利用计算机进行处理并完成个性化设计 。 之后利用3D打印生成独一无二的专属人工骨,极大的提升了患者的治疗质量 。
2017年,美国西北大学的一个课题组利用3D打印技术将明胶打印成类似于卵巢组织的结构 。 然后将从小鼠体内提取出的卵泡和激素生成细胞植入这种明胶骨架,得到3D打印的人工卵巢组织 。 该人工卵巢在移植入摘除卵巢的小鼠体内后,表现出了功能健全卵巢的特性,可以正常排卵,在小鼠经过多代繁殖后也未见后代异常(图8) 。 虽然离人工制造组织或者器官这样的人类终极梦想仍然遥远,3D打印还是帮助我们迈出了开拓性的一步 。
【物资不够,打印来凑? 3D打印成疫情下的救场奇兵】3D打印,未来可期 。

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