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3D打印没什么卵用?生物工程实力打脸(3d打印机能做什么?)

佚名 2024-05-21 03:44:12

3D打印没什么卵用?生物工程实力打脸

2016年08月24日讯 以为3D打印只能打些摆件和玩具?生物工程第一个表示不服。根据本月《生物技术趋势》上发布的一份特刊,在插入血管和人造皮肤领域领域,3D “生物打印”技术的应用越来越广泛。之所以会有这种进步,部分原因得益于“仿真人体器官芯片(organ-on-a-chip)”技术的发展--实惠的、支持人体组织生长的微工程架构。

肺、肠、以及胰腺组织已经都可以在人类干细胞专业芯片上成长,也允许研究人员了解不同患者之间的生理差异,并且还能测试新药物的疗效。事实上,生产这种芯片是一种制造挑战,但 3D 打印技术则可以减少生产时间和成本。

Savas Tasoglu 是康涅狄格大学的助理教授,主要研究方向是微流体领域里 3D 打印的研发应用。他说道:

用于微流体制造和生物打印 3D 人体组织的3D 打印技术,如今已经走到了十字路口上。未来,这种技术对于单步仿真人体器官芯片工程来说非常有帮助,而且也给学术研究带来极大的灵活性和生产力。

皮肤生物打印技术也开始受到人们的关注,目前,研究人员虽然正处于设计过程初级阶段,但是该技术已经能够帮助患者治疗烧伤或慢性伤口了。来自新加坡南阳理工大学的 Wei Long Ng 和新加坡科技研究局的同事表示:

现在,是时候利用精密的机器控制去创造人体组织工程架构了。

不过,人体骨骼、软骨、皮肤、肌肉、血管和神经目前还都只能在实验室内被打印出来,构建能帮助患者的、更复杂的人体组织设计也依然处于发展阶段。颅面重建技术会帮助那些得了癌症或是曾经历过面部受伤的患者,因此很多技术人员都在着手这一领域的研究。

据称在短期内,3D 打印的细胞“支架”可以用于改善下巴,以及人体面部其他区域的缺陷。但从长期来看,外科医生 Dafydd Visscher 和他在阿姆斯特丹自由大学医学中心的同事认为,还是需要以临床前研究、智能聚合物、以及能够支持生产的生物打印结构为基础,而满足这些条件仍然有很长一段路要走。

另一方面,3D 生物打印技术还能帮助人们评估新药物的疗效,比如,3D 生物打印可以制造由不同细胞类型组成的“细胞器”,以及带有工程化血管的肿瘤模型。在3D 生物打印技术的支持下,人们有可能在实时条件下监测不同器官的药物交互情况,药物研发的迭代速度也会加快。

宾夕法尼亚州立大学的 Ibrahim Ozbolat 和 Weijie Peng,以及杰克逊基因组医学实验室的 Derya Unutmaz 说道:

随着先进的生物打印技术发展越来越快,未来十年,与人体组织模型相关的制造技术将会对医疗发展产生巨大影响,3D 打印也将成为一种重要的工具。

虽然 3D 打印有所进步,不过研究人员还是强调这项技术仍面临着许多挑战。利用生物组织工程所创建的3D血管网络,需要确保在植入人体之后能够和其他器官兼容;此外,这项血管网络还需要能够直接连接到病人的动脉或静脉组织。

毕业于哈佛大学和麻省理工学院的生物工程学家 Jeroen Rouwkema 和 Ali Khademhosseini 说道:

目前,3D 打印血管是人体组织工程应用中急需克服的问题之一,也是实现大规模量产的主要障碍。

3d打印机能做什么?

3d打印机可以“打印”出真实的3D物体,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等。

3d打印机常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。

3d打印机技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

在英国,技术人员通过扫描奥运短跑运动员的脚和脚踝,把数据输入计算机,计算机经过几步简单的计算后,技术人员就能够3D打印出专属每个运动员的新鞋,这双鞋符合运动员的体形、体重、步态和偏好。

在地球的另一端,美国国家航空航天局在亚利桑那州的沙漠中测试了一艘火星飞船,飞船甲板上装有定制的3D打印金属部件。这些部件大多形状复杂,有许多曲线和镂空,除了3D打印机,其他任何设备都生产不出来。

在日本,一位准妈妈想要纪念其首次超声波检测,她的医生编辑她的超声图像,并3D打印出栩栩如生的胎儿模型。结果,一个透明硬塑料块中就出现了一个前卫的3D打印微小胎儿塑料模型。


扩展资料

3D打印机原理技术:日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张。

而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。

3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

参考资料来源:人民网-3D打印机:一台可造万物的机器

参考资料来源:百度百科-3D打印

3D打印技术可以运用到哪些领域

3D打印技术可以运用生活中从小到大的许多领域。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。

该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印机

建筑设计

在建筑业里,工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,同时制作精美。完全合乎设计者的要求,同时又能节省大量材料。

医疗行业

西安市红会医院借助3d打印技术实现西北首例多孔型钛金属骨植入假体治疗强直性脊柱炎患者骨折脱位患者治疗。

西安市第四医院“私人定制”3D打印置换肩关节完成高难度置换术

西安交通大学第一附属医院设立3D打印医学研究与应用中心,标志着医工结合、强强联手的3D打印医学研究与应用中心正式落户陕西。

汽车制造业

不是说你的车是3D打印机打印出来的(当然或许有一天这也有可能),而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时,会将一些非关键部件用3D打印的产品替代,在追求效率的同时降低成本。

传统制造业

传统制造业也需要很多3D打印产品,因为3D打印无论是在成本、速度和精确度上都要比传统制造好很多。而3D打印技术本身非常适合大规模生产,所以制造业利用3D技术能带来很多好处,甚至连质量控制都不再是个问题。

科学研究

美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描,利用3D打印技术做出了适合研究的3D模型,不但保留了原化石所有的外在特征,同时还做了比例缩减,更适合研究。

产品原型

比如微软的3D模型打印车间,在产品设计出来之后,通过3D打印机打印出来模型,能够让设计制造部门更好的改良产品,打造出更出色的产品。

文物保护

3D打印技术在复原并保存历史文化方面具有重要意义,能还原文物的真实性,记录这些文物曾经遭受灭顶之灾的历史,有效避免了人类的历史记忆被抹杀。

一直以来,文物古迹的保护始终困扰着考古界,文物作为一种不可再生资源,一旦被毁掉,将再也不复存在,比如,西安秦始皇兵马俑,刚刚出土的时候色泽亮丽,表情栩栩如生,如今早已失去刚刚出土时的风采,风化严重,鲜艳的色泽消失了,暗淡如同黄泥。

食品产业

在食品行业,研究人员已经开始尝试打印巧克力了。或许在不久的将来,很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。当然,到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。

配件、饰品

这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒,还是有你半身浮雕的手机外壳,抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指,都有可能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来,现在就可以实现。

扩展资料:

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

参考资料:3D打印-百度百科



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