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3D打印微針助力視網(wǎng)膜修復(fù)

2023-12-07

位于亞特蘭大市中心的佐治亞理工學(xué)院，正悄然醞釀著一場(chǎng)看似微小卻充滿巨大潛能的變革。佐治亞理工學(xué)院的電子和納米技術(shù)研究所(IEN)通過(guò)引進(jìn)摩方精密（BMFPrecisionTechInc.）微納3D打印機(jī)，擴(kuò)充了其高科技設(shè)備庫(kù)。自2021年使用設(shè)備以來(lái)，面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)在推動(dòng)開(kāi)拓性研究和創(chuàng)新方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，科學(xué)家們正在利用摩方精密的微納3D打印機(jī)開(kāi)發(fā)微針，專為微創(chuàng)藥物輸送而設(shè)計(jì)，用于視網(wǎng)膜修復(fù)領(lǐng)域。

摩方精密nanoArch?S140是精度為10μm的3D打印機(jī)，雖體積小巧，卻是精密加工領(lǐng)域的小巨人。該設(shè)備被放置在佐治亞理工學(xué)院的微/納米制造設(shè)施(MNF)中，供校內(nèi)外的研究人員開(kāi)放使用。這個(gè)設(shè)施就像一個(gè)磁場(chǎng)，吸引著來(lái)自世界各地的思想家和創(chuàng)造者匯聚在一起共同探索未知，推動(dòng)科技的發(fā)展。

在佐治亞理工學(xué)院的尖端研究中，科學(xué)家們正在利用摩方精密的微納3D打印機(jī)開(kāi)發(fā)微針，旨在實(shí)現(xiàn)最小的侵入式藥物輸送，精準(zhǔn)地靶向視網(wǎng)膜。該方法有望改變視網(wǎng)膜疾病的治療，為數(shù)百萬(wàn)視力受損者帶來(lái)希望。

△通過(guò)微針進(jìn)行眼部注射的示意圖

但是，他們的探索不會(huì)止步于此。佐治亞理工學(xué)院的生命系統(tǒng)傳感器實(shí)驗(yàn)室致力于利用這種面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)，開(kāi)發(fā)能夠與活體組織無(wú)縫集成的傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體功能，為人們提供前所未有的體驗(yàn)，同時(shí)也為個(gè)性化醫(yī)療領(lǐng)域帶來(lái)了全新的突破。

摩方精密歐美區(qū)總裁JohnKawola，在一次采訪中分享了他對(duì)此次合作的見(jiàn)解：“佐治亞理工學(xué)院一直站在精密加工研究的前沿，通過(guò)集成我們的微納3D打印技術(shù)，研究人員們能夠輕松突破界限，以令人驚嘆的規(guī)模創(chuàng)造出各種工具和設(shè)備。”

一直以來(lái)，彌合理論創(chuàng)新與實(shí)際應(yīng)用之間的差距始終是推動(dòng)技術(shù)向前發(fā)展的核心動(dòng)力，摩方精密的創(chuàng)業(yè)故事就體現(xiàn)了這一理念。2016年，摩方精密正式成立，作為學(xué)術(shù)與合作的結(jié)晶，同時(shí)也植根于全球科研學(xué)者的學(xué)術(shù)視野和合作伙伴的產(chǎn)業(yè)能力之中。

在3D打印行業(yè)中，摩方精密的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)藍(lán)海市場(chǎng)——精密制造市場(chǎng)，這個(gè)市場(chǎng)需要制造極其精密的小型物品。雖然納米技術(shù)可以創(chuàng)造出令人驚嘆的亞微米級(jí)細(xì)節(jié)，但卻無(wú)法將其擴(kuò)展到更廣泛的實(shí)際應(yīng)用中。為了填補(bǔ)這個(gè)空白，摩方精密提出了一種利用面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)的解決方案，從而能夠更有效地創(chuàng)建既小又復(fù)雜的零件。

最初，這項(xiàng)技術(shù)吸引了眾多學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注，為摩方精密的全球化布局奠定了基礎(chǔ)。摩方精密早期的努力為與佐治亞理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的合作鋪平了道路。現(xiàn)在，他們已經(jīng)準(zhǔn)備好挑戰(zhàn)研發(fā)更加精密的設(shè)備和終端產(chǎn)品。

在生物醫(yī)療領(lǐng)域，JohnKawola對(duì)微納3D打印技術(shù)寄予厚望：“我們正期待著一個(gè)未來(lái)，那時(shí)的干預(yù)手段既精確又微創(chuàng)，從而徹底改變我們對(duì)醫(yī)療體驗(yàn)的認(rèn)知?！彼麡?gòu)想了這樣一個(gè)世界：復(fù)雜的手術(shù)被簡(jiǎn)便的門診手術(shù)所取代，這樣既降低了風(fēng)險(xiǎn)，又縮短了恢復(fù)時(shí)間。

從小處著手，邁向醫(yī)學(xué)里程碑

然而，JohnKawola對(duì)精密制造力量的看法不僅限于佐治亞理工學(xué)院的當(dāng)前項(xiàng)目?！澳Ψ骄艿奈⒓{3D打印技術(shù)不僅著眼于當(dāng)下，它更是為那些我們尚未想象的創(chuàng)新設(shè)立一個(gè)舞臺(tái)。微尺度下的精確制造，打開(kāi)了通往定制化植入物、組織工程和符合患者獨(dú)特生物學(xué)的藥物輸送系統(tǒng)大門。正是這種未來(lái)突破的潛力，使得人們對(duì)摩方精密技術(shù)的興趣與日俱增。”

隨著摩方精密在微納3D打印方面的聲譽(yù)不斷增強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越理解他們的技術(shù)在推進(jìn)研究和醫(yī)療應(yīng)用方面的重要性。這正是JohnKawola所提到的“網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)”。在精密制造領(lǐng)域，摩方精密因其卓越口碑而聲名遠(yuǎn)揚(yáng)。因此，像卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、埃默里大學(xué)、北卡羅來(lái)納州立大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)等知名機(jī)構(gòu)的頂尖科學(xué)家，也借助摩方精密的3D打印助力他們的研究工作。

△摩方精密研發(fā)的微針

關(guān)于摩方精密在生物醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛影響，JohnKawola給出了這樣的愿景：“試想一下，一個(gè)醫(yī)療設(shè)備，不僅依據(jù)病癥特性，還可根據(jù)個(gè)人需求進(jìn)行定制化。這就是我們正在努力塑造的未來(lái)?！钡靡嬗谀Ψ骄艿某呔却蛴∧芰?，這個(gè)未來(lái)似乎近在咫尺。

揭開(kāi)復(fù)雜的神秘面紗

面對(duì)打印復(fù)雜物品的挑戰(zhàn)，例如能夠用于單個(gè)細(xì)胞工作的微小針頭，可能會(huì)覺(jué)得很難制備。但實(shí)際上，這不過(guò)是一種縮小版的常規(guī)3D打印。像摩方精密這樣的微納3D打印機(jī)，它的工作原理和傳統(tǒng)3D打印機(jī)非常相似，但選用更精細(xì)的材料，采用更為精確的運(yùn)動(dòng)，塑造出常常肉眼難以察覺(jué)的物體。

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