3D打印微針助力視網(wǎng)膜修復

更新時間：2023-12-06

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位于亞特蘭大市中心的佐治亞理工學院，正悄然醞釀著一場看似微小卻充滿巨大潛能的變革。佐治亞理工學院的電子和納米技術研究所(IEN) 通過引進摩方精密（BMF Precision Tech Inc.）微納3D打印機，擴充了其高科技設備庫。自2021年使用設備以來，面投影微立體光刻（PµSL）技術在推動開拓性研究和創(chuàng)新方面發(fā)揮了關鍵作用，科學家們正在利用摩方精密的微納3D打印機開發(fā)微針，專為微創(chuàng)藥物輸送而設計，用于視網(wǎng)膜修復領域。

摩方精密nanoArch® S140是精度為10μm的3D打印機，雖體積小巧，卻是精密加工領域的小巨人。該設備被放置在佐治亞理工學院的微/納米制造設施(MNF)中，供校內(nèi)外的研究人員開放使用。這個設施就像一個磁場，吸引著來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，推動科技的發(fā)展。

精密制造，展望未來

在佐治亞理工學院的頂尖研究中，科學家們正在利用摩方精密的微納3D打印機開發(fā)微針，旨在實現(xiàn)最小的侵入式藥物輸送，精準地靶向視網(wǎng)膜。該方法有望改變視網(wǎng)膜疾病的治療，為數(shù)百萬視力受損者帶來希望。

通過微針進行眼部注射的示意圖

但是，他們的探索不會止步于此。佐治亞理工學院的生命系統(tǒng)傳感器實驗室致力于利用這種面投影微立體光刻（PµSL）技術，開發(fā)能夠與活體組織無縫集成的傳感器，可以實時監(jiān)測身體功能，為人們提供全新的體驗，同時也為個性化醫(yī)療領域帶來了全新的突破。

精密打印，執(zhí)行精準任務

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

一直以來，彌合理論創(chuàng)新與實際應用之間的差距始終是推動技術向前發(fā)展的核心動力，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，作為學術與合作的結(jié)晶，同時也植根于全球科研學者的學術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)始團隊發(fā)現(xiàn)了一個藍海市場——精密制造市場，這個市場需要制造極其精密的小型物品。雖然納米技術可以創(chuàng)造出令人驚嘆的亞微米級細節(jié)，但卻無法將其擴展到更廣泛的實際應用中。為了填補這個空白，摩方精密提出了一種利用面投影微立體光刻（PµSL）技術的解決方案，從而能夠更有效地創(chuàng)建既小又復雜的零件。

最初，這項技術吸引了眾多學校和科研機構(gòu)的關注，為摩方精密的全球化布局奠定了基礎。摩方精密早期的努力為與佐治亞理工學院等機構(gòu)的合作鋪平了道路?，F(xiàn)在，他們已經(jīng)準備好挑戰(zhàn)研發(fā)更加精密的設備和終端產(chǎn)品。

在生物醫(yī)療領域，John Kawola對微納3D打印技術寄予厚望：“我們正期待著一個未來，那時的干預手段既精確又微創(chuàng)，從而改變我們對醫(yī)療體驗的認知。"他構(gòu)想了這樣一個世界：復雜的手術被簡便的門診手術所取代，這樣既降低了風險，又縮短了恢復時間。

從小處著手，邁向醫(yī)學里程碑

然而，John Kawola對精密制造力量的看法不僅限于佐治亞理工學院的當前項目?！?strong style=";padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important">摩方精密的微納3D打印技術不僅著眼于當下，它更是為那些我們尚未想象的創(chuàng)新設立一個舞臺。微尺度下的精確制造，打開了通往定制化植入物、組織工程和符合患者生物學的藥物輸送系統(tǒng)大門。正是這種未來突破的潛力，使得人們對摩方精密技術的興趣與日俱增。"

隨著摩方精密在微納3D打印方面的聲譽不斷增強，人們越來越理解他們的技術在推進研究和醫(yī)療應用方面的重要性。這正是John Kawola所提到的“網(wǎng)絡效應"。在精密制造領域，摩方精密因其優(yōu)良口碑而聲名遠揚。因此，像卡內(nèi)基梅隆大學、埃默里大學、北卡羅來納州立大學和賓夕法尼亞大學等機構(gòu)的頂尖科學家，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

關于摩方精密在生物醫(yī)療領域的廣泛影響，John Kawola給出了這樣的愿景：“試想一下，一個醫(yī)療設備，不僅依據(jù)病癥特性，還可根據(jù)個人需求進行定制化。這就是我們正在努力塑造的未來。"得益于摩方精密的超高精度打印能力，這個未來似乎近在咫尺。

揭開復雜的神秘面紗

面對打印復雜物品的挑戰(zhàn)，例如能夠用于單個細胞工作的微小針頭，可能會覺得很難制備。但實際上，這不過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，它的工作原理和傳統(tǒng)3D打印機非常相似，但選用更精細的材料，采用更為精確的運動，塑造出常常肉眼難以察覺的物體。

佐治亞理工學院正在利用微納3D打印機的功能以突破性的方式推進醫(yī)學研究?；瘜W與生物分子工程學理事教授Mark Prausnitz及其在藥物輸送實驗室的團隊正在研發(fā)用于眼部注射的微針。這些微針經(jīng)過精心制作，中空且小，足以與細胞相互作用，提供了一種侵入性較小的方法，可將藥物直接輸送到眼睛內(nèi)的特定區(qū)域。研究人員使用摩方精密nanoArch® S140打印出以超高的精度引導微針所需的組件，可以通過在微觀尺度上生產(chǎn)定制部件來改善眼內(nèi)治療的藥物輸送。

摩方精密nanoArch® S140

微針及其應用

與此同時，該大學的生命系統(tǒng)傳感器實驗室正在探索醫(yī)療診斷的前沿。他們正在開發(fā)一種植入式壓力傳感器，用于持續(xù)監(jiān)測腦積水患者的顱內(nèi)壓，這種敏感設備依賴于極其精確地制作微流體通道。因此，研究人員使用摩方精密nanoArch® S140為這些通道創(chuàng)建精確的模具。John Kawola說，打印機大約可以在半天內(nèi)制作六到八個這樣的部件。此外，同一臺高精度打印機還可以制備微針，用于更廣泛的藥物輸送應用，可以更快地生產(chǎn)針陣列，并且具有傳統(tǒng) 3D 打印機無法復制的復雜幾何形狀。

佐治亞理工學院與摩方精密攜手共進，成為團隊協(xié)作與高科技發(fā)展的杰出案例。這里，我們關注的不僅僅是引入新型設備，更是致力于打造一個激發(fā)學生和研究人員大膽思考、勇于探索的創(chuàng)新環(huán)境。當微納3D打印機落戶佐治亞理工學院，這無疑代表著我們在科技道路上的一大躍進，也證明了即便是看似微不足道的工具，也能在解決重大問題中發(fā)揮關鍵作用。展望未來，我們有理由相信，微納3D打印技術將大顯身手，助力我們簡化復雜任務，從而推動科技發(fā)展更上一層樓。