天大的好消息!想要让3D打印效果更逼真,加凝胶就可以啦!


目前,一项新颖的技术就用了凝胶来辅助打印出了复杂的形状,而这种形状单靠普通的3D打印技术是无法实现的。


如果我们能够打印出组成器官、血管或者其他组织的生物结构,这种新发现的融合高逼格与精密一体的方式简直是喜大普奔。


凝胶,是用丙烯酸聚合物组成,外观触感跟洗手液很像。它就像支架一样支撑着复杂图案的打印——比如像俄罗斯套娃那样的嵌套结构,或是细密复杂的网状结构——没有凝胶的的话,想打印那种复杂图案还是洗洗睡吧。


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这种复杂性很重要。研究员们一直对3D打印完整的人体器官抱有期待,但是这需要精密而又划分明确的血管系统来提供氧气和维生素才能实现。新技术让人们在正确的维度上做到这些成为可能,通过将凝胶嵌入物体,创造出直径仅有两张纸那么薄的结构合理的球状物,然而当球状物连接起来时,厚度却只有其本身的十分之一。


传统3D打印各种生物器官结构的问题在于,它们总是会在接近完成时功亏一篑。用辅助性的凝胶进行打印可以解决这个问题,使得创造物在成型前不再左右晃荡或者膨胀。“凝胶可以辅助打印,因为它本质上是固体。”这项研究的领头人,盖恩斯维尔弗罗里达大学的托马斯·安吉拉尼说道。


安吉拉尼的队伍已经将这项技术应用于打印用活体细胞材料——包括人类血管和犬肾细胞。研究人员还使用硅树脂、水凝胶等多聚物,他们还在搞了一个同事大脑的复制品,将其放在环境温和、浓度与生物组织相似的水凝胶中进行测试。内脏器官跟脸一样,都是独立的个体,所以它们根据教授大脑中的灰色神经组织的细节模拟出了大脑的样子。


“我们可以预见未来的画面,在脑手术之前,外科医生先用水凝胶3D打印出大脑,在上面进行实战演习”,安吉拉尼说道,“然后他会了解手术应该怎样进行。”


这是巨大的进步,但有个问题在于,目前为止的凝胶都不是有机体,所以不能保持3D打印的组织一直存活。


而且,凝胶也不能用来打印小于某个确定尺寸的结构,因为太小的微粒会像漏网之鱼一样难以避免得漏掉。


这么来看,3D打印在组织和器官上的应用依然任重道远,但是安吉拉尼对此持乐观态度。“我认为我们的方法开辟了一种新的应用方向”,他说,“我确信我们会做到的。”