打印入

1997年，曹谊林作为第一作者在 Plastic and Reconstructive Surgery 期刊发表论文，在裸鼠背上成功再生了人耳廓形态软骨，首次展示了组织工程技术“再生”人体组织修复缺损的可能性，这只背上长着“人耳朵”的“人耳鼠”在世界范围内引起了广泛关注和轰动。2018年，曹谊林团队在 EBioMedicine 期刊发表论文，利用来自患者的软骨细胞和复合生物可降解支架，在体外设计了患者特异性耳形软骨，并首次用于小耳症患者的耳廓重建临床试验。在2.5年的随访中取得了令人满意的美学效果，且软骨形成成熟。2022年6月2日，3DBio 公司宣布，首次在人体试验中成功植入了来自患者自身细胞的 3D 打印耳朵。他们表示，目前使用的治疗小耳症的方法，依赖于肋软骨移植物或并不灵活的有机高分子聚合物移植物，而3DBio 公司的来自患者自身细胞的 3D 打印耳朵的植入过程侵入性更小，重建后更准确更灵活。3DBio 是目前唯一一家通过定制设计的 3D 生物打印活体植入物的临床阶段再生医学公司。该平台包括专有的 3D 生物打印机（GMPrint™ ）、生物墨水（ColVivo™ ）、细胞培养系统和可植入保护壳（Overshell Technology），通过 3D 打印活组织植入物，用于治疗各种疾病，从先天性损伤到外伤，以及退化和癌症手术后的损伤。现阶段的目标是软骨相关的重建，下一步将扩展到神经系统及器官移植。小耳症（microtia）是一种先天畸形，会导致外耳变小，形状不正确，甚至完全缺失，不仅会影响听力，还会对儿童的心理造成严重影响。据美国疾控中心（CDC）统计，小耳症的发病率在1/10000-1/2000之间。小耳症的分级研究团队首先对小耳症患者的耳朵进行活检，并从中分离出软骨细胞，进行体外细胞培养扩增，然后使用 3DBio 公司专有的创新 3D 打印技术，“打印”出正常形状的耳朵。实现这一目标需要 3DBio 公司专有的治疗级生物墨水（ColVivo™ ）和临床级 3D 生物打印机（GMPrint™ ）。然后将“打印”出来的耳朵送往医院，由医生移植给患者。3DBio公司打印的人耳真实照片据悉，3DBio 公司的这项临床试验的第一位患者是一位20岁的女性，她的右耳在出生时就很小且严重畸形。研究团队对她的左耳进行 CT 扫描、创建 3D 模型，并进行镜像对称，然后 3D 打印了一个跟她的左耳完美匹配的右耳，在今年3月份进行了手术移植，植入后软骨组织成功再生并自然愈合。负责手术的医生表示，这两只耳朵就像双胞胎一样。3DBio 公司的联创创始人兼 CEO Daniel Cohen 博士表示，这项下一代组织工程技术在真实世界的应用，对于小耳症患者以及更广泛的再生医学领域来说都是一个真正具有历史意义的时刻。这一案例的成功，为下一步目标，包括治疗鼻子和脊柱缺损，以及乳腺癌手术后的乳房重建，甚至是器官移植奠定了基础。去年以来，器官移植和再生医学领域取得了一些突破性进展，例如纽约大学朗格尼医学中心的外科医生首次将基因编辑后的猪肾脏移植给脑死亡的人体。马里兰大学的研究团队则首次将基因编辑的猪心脏移植给了一位严重心脏病的57岁男性，并让他延长了2个月寿命。3D 生物打印重建器官，或许是将来器官移植的一个有潜力的新方向。

近年来，隐形眼镜除了用于视力矫正和装饰品之外，还可作为智能传感平台用于实时监测人体的健康状况。但是，佩戴隐形眼镜通常会导致干眼症及相关炎症或者角膜损伤。目前，保持隐形眼镜镜片湿润的方法主要有两种：一种方法是利用隐形眼镜表面的单层石墨烯涂层减少水分蒸发，但是该方法制备工艺比较复杂；另一种方法是利用电渗流保持镜片湿润，但是该方法需要生物兼容性电池。隐形眼镜常见的制备工艺有离心浇铸法、模压法及车床加工工艺，其中，离心浇铸法和模压法需要先通过车床加工工艺制备模具。车床加工不仅存在成本高、周期长、加工几何形状受限的缺点，而且直接制备的隐形眼镜需要立即进行镜片的水合，以避免镜片发生破裂。随着增材制造技术的发展，3D打印技术已被用于制造隐形眼镜或者隐形眼镜的模具。同车床加工工艺相比，3D打印技术具有加工成本低、加工效率高以及加工结构可定制化等优势。然而，3D打印技术固有的逐层制造方式会产生台阶效应，且成型精度越低，打印层厚越大，台阶效应越明显，该效应将会导致镜片加工需要额外的抛光打磨，限制了3D打印技术在镜片加工中的应用。因此，提高成型精度、降低打印层厚、抑制台阶效应对于3D打印技术在隐形眼镜制备中的应用极为重要。近日，马尼帕尔高等教育学院Sajan D. George课题组基于面投影微立体光刻(PμSL) 3D打印技术结合PDMS浇铸工艺制备了微通道嵌入式隐形眼镜，该隐形眼镜可以利用微通道的毛细作用实现自保湿功能。研究人员基于PμSL (microArch S140，摩方精密) 3D打印技术制备了凹模模具，为减小打印模具的台阶效应，打印层厚降低至10μm。模具的基弧是8.5mm，直径是15mm，内表面有大量微通道，该微通道的宽度、深度以及间距均为100μm；另外，内表面还设计有直径8mm的光学区，该区域无任何微通道以保证隐形眼镜的视觉透明度。另外，所制备的PDMS隐形眼镜经过氧等离子体处理可获得更好的亲水性，进一步促进毛细管驱动周围液体通过微通道流动至整个镜片表面，使隐形眼镜镜片保持湿润。 图1. 微通道嵌入式隐形眼镜的制备过程图2. 采用不同方法制备的PDMS隐形眼镜镜片图3. PDMS隐形眼镜镜片的毛细管填充过程 研究人员基于PμSL 3D打印技术制备了两种PDMS隐形眼镜镜片：一种隐形眼镜镜片中的微通道呈现直线形，光学区将部分直线形微通道阻断；另一种隐形眼镜镜片中的微通道呈现曲线形，该微通道可以保证流体的连续流动。另外，研究人员还使用基于熔丝制造技术制备的隐形眼镜镜片作为对比，该隐形眼镜镜片中的微通道来源于模具中的台阶效应(打印层厚100μm)，且模具的光学区需要进行手工抛光。将上述三种隐形眼镜镜片放置于水中以观察毛细管填充情况。研究结果表明，基于PμSL 3D打印技术制备的、具有曲线形微通道的镜片，其微通道的尺寸、分布可控，且光学区未将微通道阻断，故液体可以通过微通道的毛细管驱动作用畅通、连续、快速的流动至整个镜片表面。该研究成果为用于生物标志物检测的微流控芯片的制备提供了新思路，以“Self-moisturizing contact lens employing capillary flow”为题发表在Additive Manufacturing上。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102842官网：https://www.bmftec.cn/links/10

《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。目前国产医疗器械产品仍集中在中低端品种，高端介植入器械整体处于由模仿创新到部分替代进口的关键竞争时期。国内医疗器械行业正在逐渐加大产品创新的维度，由于高端介植入医疗器械非常精密，相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难满足介植入医疗器械快速创新的要求，寻找创新型精密加工方式成为了行业创新的迫切需求。行业背景医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。在医疗器械众多的细分领域中，基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是最具潜力的细分方向之一，政策支持也是推动介植入器械高速发展的重要因素。近年来在创新医疗器械领域，我国出台了多项强有力的政策，推动本土医疗器械的创新能力和产业化水平，而介植入器械明确出现在诸如“十三五”规划纲要、国家科技创新规划等文件鼓励和支持范围内。随着我国居民经济生活水平的提高，医疗保健的意识逐渐加强，因此对医疗器械产品的需求也在不断攀升。尽管我国医疗器械行业市场容量扩张速度快，但由于相关基础科学和制造工艺的落后，国产医疗器械产品仍集中在中低端产品，高端医疗器械主要依赖进口。《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。未来随着国家政策的扶持、不断扩大的市场需求、中国人口老龄化加速以及医疗器械行业的技术发展和产业升级，医疗器械将有望继续保持高速增长的良好态势，并实现从中低端市场向高端市场进口替代的愿景。近年来，我国医疗器械行业持续飞速发展，其中高值医用耗材市场增长速度更是排名行业前列，年均增速超20%，取得了令人瞩目的成绩，而介植入市场作为高值医用耗材最大的细分市场一直以来都备受业内关注。介植入器械目前整体处于由模仿创新到进口替代、甚至国际领跑的竞争格局重塑关键时期。国内医疗器械企业也在逐渐加大产品创新创造的力度，由于介植入医疗器械非常精密，对相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难跟上介植入医疗器械快速创新的脚步，寻找创新型精密加工方式成为了他们迫切的需求。市场概况根据艾媒咨询发布的医疗器械市场，全球方面，2017年全球医疗器械市场规模突破4000亿美元， 2018年全球医疗器械市场规模为4278亿美元，预计到2024年规模将接近6000亿美元，2017-2024 年间复合增长率为 5.6%。中国成为继美国、西欧、日本之后的第四大医疗器械市场。中国医疗器械整体市场规模已由2014年的2556亿元增长至2018年的5304亿元，年均增速保持在20%左右，营业收入及净利润均保持高速增长态势，属于医疗器械行业发展黄金期，预计到2022年中国医疗器械市场规模将超过9000亿元。现阶段我国医疗器械市场的基本构成为高端产品占比25%，中低端产品占比75% 而国际医疗器械市场中的医疗器械产品基本构成为高端产品所占份额一般为55%，中低端产品占45%。并且在占我国医疗器械25%的高端产品市场中，70%由外资占领，这70%的外资企业在医学影像设备和体外诊断等技术壁垒较高的领域，市场占有率超过80%，而我国医疗器械企业主要生产中低端品种。在介植入式等高端医疗器械市场中，由于其产品的技术含量和附加值较高，不易研发制造，技术水平的限制和发达国家的资源垄断等因素，仅占30%左右的比例，因此行业中的高端产品目前仍然主要依赖进口，高端产品市场大部分被美敦力，史赛克，雅培，GE医疗和波士顿科学等国外企业占据。基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是医疗器械最具潜力的细分方向之一。市场规模及增速方面，根据Evaluate MedTech发布的报告，到2024年，全球6000亿美元规模的医疗器械市场中，与介植入器械密切相关的心血管、神经、骨科、口腔、眼科类设备，都将处于大市场、高成长的阶段。创新投入不够，技术研发能力差、商业模式不清晰，成为了未来国内介植入式医疗器械行业企业发展的阻碍。受益于市场需求和政策导向，未来10年中国的植入介入医疗器械企业将会加大和重视布局技术创新，从而释放介植入式医疗器械的创新维度。高精密3D打印在介植入式医疗器械行业的应用近年来，人口老龄化加剧，不合理的用眼习惯增加，我国眼科疾病高发，呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。虽然眼科患者数量增长迅速，但受限于技术和经济发展水平，我国眼科产品市场渗透率还比较低。眼科属于高精尖学科，行业门槛高，尤其是高值医用耗材领域，对材料和技术的精细化程度要求高，因此目前全球市场主要集中在几家大型的国际医械企业手中，竞争程度较低。下图是深圳摩方同国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉，这个产品大小2.647*1.347mm，深圳摩方S140打印设备可以一次可以成型将近2000个产品，模型中有非常精细微小和复杂的结构，其内部含有一根弹簧和球阀。青光眼主要是由于眼压过高从而压迫视神经导致的。目前国内这种导流钉是通过机加工钛合金成型，价格3500元一枚，由于受机加工成型自由度限制，传统导流钉结构比较简单。带有微弹簧的引流钉，可以稳定的释放眼压，改善青光眼患者植入体验和病患。摩方以突破性精密制造能力，为青光眼治疗提供了革命性微创治疗方案。2016年全球有近1.8亿人死于心血管病，占全因死亡人数的31%。据《中国心血管病报告》，我国心血管病患病率及死亡率处上升阶段，患病人数约为2.9亿；心血管疾病前期治疗主要依靠药物，中后期则需要进行手术介入，如血管支架、心脏瓣膜、起搏器等器械。血管支架是心血管介植入器械中应用最广泛的一类产品，主要用于治疗血管闭塞或者狭窄。目前主流的支架是载药型金属支架，但由于金属不可降解性会导致血管炎症的发生，所以新一代载药型聚合物可降解支架将成为未来研究的主流方向。下图是我们深圳摩方S140设备用生物相容性材料加工的聚合物血管支架，高12mm，直径2mm，杆径0.15mm,打印的支架具有很好的回缩性。随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻，消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高，内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高，创伤小，不易感染，术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注，也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。随着微型化和定制化趋势的到来，产品结构越来越小和薄，内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座，CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难，尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米，管径1mm，高度为4mm，精度要求±10~25微米，CNC和开模注塑，很难加工出这样逼近极限的结构，深圳摩方公司的P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品，最快一天内可以交付。目前，中国医美服务消费群体相对年龄更小，为形成医美消费习惯、创造更长的消费周期创造了条件。德勤报告显示，2017年中国医美市场规模1760亿。而据ISAPS预测，至2020年，中国医美市场有望达到3150亿元。随着国人对医美行业越来越推崇，未来医美行业将成未来热门产业。下图是深圳摩方的S130设备加工的阵列结构的美容微针，该微针底部直0.198mm，高度0.572mm，针尖的最尖端宽度仅0.006mm，加工的微针表面光滑，针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类微针，通常使用该聚合物打印出针尖形态阳模，通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物针尖结构，比如形成溶解型微针。通过摩方精密3D打印设备可以很好的解决传统方式加工微针的局限，对于推动医美行业发展有着非常重大和积极影响。客户访谈 “摩方是目前在亚毫米尺寸评估过的最好的技术企业”----引自世界500强国外医疗器械巨头评价 “打印效果令人非常惊讶和影响深刻，可以实现传统方式无法加工的微米级别复杂细节，精度媲美模具注塑和机加工”----引自国内医疗器械巨头评价深圳摩方提供的高精密3D打印技术非常契合介植入式医疗器械行业微型化和精密化发展需求，目前深圳摩方已和国内外大型医疗器械公司进行了深入合作，通过深圳摩方的精密3D打印技术可以大大缩短研发周期和降低研发成本以及产品小批量定制生产。

《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。目前国产医疗器械产品仍集中在中低端品种，高端介植入器械整体处于由模仿创新到部分替代进口的关键竞争时期。国内医疗器械行业正在逐渐加大产品创新的维度，由于高端介植入医疗器械非常精密，相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难满足介植入医疗器械快速创新的要求，寻找创新型精密加工方式成为了行业创新的迫切需求。行业背景医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。在医疗器械众多的细分领域中，基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是最具潜力的细分方向之一，政策支持也是推动介植入器械高速发展的重要因素。近年来在创新医疗器械领域，我国出台了多项强有力的政策，推动本土医疗器械的创新能力和产业化水平，而介植入器械明确出现在诸如“十三五”规划纲要、国家科技创新规划等文件鼓励和支持范围内。随着我国居民经济生活水平的提高，医疗保健的意识逐渐加强，因此对医疗器械产品的需求也在不断攀升。尽管我国医疗器械行业市场容量扩张速度快，但由于相关基础科学和制造工艺的落后，国产医疗器械产品仍集中在中低端产品，高端医疗器械主要依赖进口。《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。未来随着国家政策的扶持、不断扩大的市场需求、中国人口老龄化加速以及医疗器械行业的技术发展和产业升级，医疗器械将有望继续保持高速增长的良好态势，并实现从中低端市场向高端市场进口替代的愿景。近年来，我国医疗器械行业持续飞速发展，其中高值医用耗材市场增长速度更是排名行业前列，年均增速超20%，取得了令人瞩目的成绩，而介植入市场作为高值医用耗材最大的细分市场一直以来都备受业内关注。介植入器械目前整体处于由模仿创新到进口替代、甚至国际领跑的竞争格局重塑关键时期。国内医疗器械企业也在逐渐加大产品创新创造的力度，由于介植入医疗器械非常精密，对相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难跟上介植入医疗器械快速创新的脚步，寻找创新型精密加工方式成为了他们迫切的需求。市场概况根据艾媒咨询发布的医疗器械市场，全球方面，2017年全球医疗器械市场规模突破4000亿美元， 2018年全球医疗器械市场规模为4278亿美元，预计到2024年规模将接近6000亿美元，2017-2024 年间复合增长率为 5.6%。中国成为继美国、西欧、日本之后的第四大医疗器械市场。中国医疗器械整体市场规模已由2014年的2556亿元增长至2018年的5304亿元，年均增速保持在20%左右，营业收入及净利润均保持高速增长态势，属于医疗器械行业发展黄金期，预计到2022年中国医疗器械市场规模将超过9000亿元。现阶段我国医疗器械市场的基本构成为高端产品占比25%，中低端产品占比75% 而国际医疗器械市场中的医疗器械产品基本构成为高端产品所占份额一般为55%，中低端产品占45%。并且在占我国医疗器械25%的高端产品市场中，70%由外资占领，这70%的外资企业在医学影像设备和体外诊断等技术壁垒较高的领域，市场占有率超过80%，而我国医疗器械企业主要生产中低端品种。在介植入式等高端医疗器械市场中，由于其产品的技术含量和附加值较高，不易研发制造，技术水平的限制和发达国家的资源垄断等因素，仅占30%左右的比例，因此行业中的高端产品目前仍然主要依赖进口，高端产品市场大部分被美敦力，史赛克，雅培，GE医疗和波士顿科学等国外企业占据。基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是医疗器械最具潜力的细分方向之一。市场规模及增速方面，根据Evaluate MedTech发布的报告，到2024年，全球6000亿美元规模的医疗器械市场中，与介植入器械密切相关的心血管、神经、骨科、口腔、眼科类设备，都将处于大市场、高成长的阶段。创新投入不够，技术研发能力差、商业模式不清晰，成为了未来国内介植入式医疗器械行业企业发展的阻碍。受益于市场需求和政策导向，未来10年中国的植入介入医疗器械企业将会加大和重视布局技术创新，从而释放介植入式医疗器械的创新维度。高精密3D打印在介植入式医疗器械行业的应用近年来，人口老龄化加剧，不合理的用眼习惯增加，我国眼科疾病高发，呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。虽然眼科患者数量增长迅速，但受限于技术和经济发展水平，我国眼科产品市场渗透率还比较低。眼科属于高精尖学科，行业门槛高，尤其是高值医用耗材领域，对材料和技术的精细化程度要求高，因此目前全球市场主要集中在几家大型的国际医械企业手中，竞争程度较低。下图是深圳摩方同国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉，这个产品大小2.647*1.347mm，深圳摩方S140打印设备可以一次可以成型将近2000个产品，模型中有非常精细微小和复杂的结构，其内部含有一根弹簧和球阀。青光眼主要是由于眼压过高从而压迫视神经导致的。目前国内这种导流钉是通过机加工钛合金成型，价格3500元一枚，由于受机加工成型自由度限制，传统导流钉结构比较简单。带有微弹簧的引流钉，可以稳定的释放眼压，改善青光眼患者植入体验和病患。摩方以突破性精密制造能力，为青光眼治疗提供了革命性微创治疗方案。2016年全球有近1.8亿人死于心血管病，占全因死亡人数的31%。据《中国心血管病报告》，我国心血管病患病率及死亡率处上升阶段，患病人数约为2.9亿；心血管疾病前期治疗主要依靠药物，中后期则需要进行手术介入，如血管支架、心脏瓣膜、起搏器等器械。血管支架是心血管介植入器械中应用最广泛的一类产品，主要用于治疗血管闭塞或者狭窄。目前主流的支架是载药型金属支架，但由于金属不可降解性会导致血管炎症的发生，所以新一代载药型聚合物可降解支架将成为未来研究的主流方向。下图是我们深圳摩方S140设备用生物相容性材料加工的聚合物血管支架，高12mm，直径2mm，杆径0.15mm,打印的支架具有很好的回缩性。随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻，消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高，内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高，创伤小，不易感染，术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注，也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。随着微型化和定制化趋势的到来，产品结构越来越小和薄，内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座，CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难，尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米，管径1mm，高度为4mm，精度要求±10~25微米，CNC和开模注塑，很难加工出这样逼近极限的结构，深圳摩方公司的P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品，最快一天内可以交付。目前，中国医美服务消费群体相对年龄更小，为形成医美消费习惯、创造更长的消费周期创造了条件。德勤报告显示，2017年中国医美市场规模1760亿。而据ISAPS预测，至2020年，中国医美市场有望达到3150亿元。随着国人对医美行业越来越推崇，未来医美行业将成未来热门产业。下图是深圳摩方的S130设备加工的阵列结构的美容微针，该微针底部直0.198mm，高度0.572mm，针尖的最尖端宽度仅0.006mm，加工的微针表面光滑，针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类微针，通常使用该聚合物打印出针尖形态阳模，通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物针尖结构，比如形成溶解型微针。通过摩方精密3D打印设备可以很好的解决传统方式加工微针的局限，对于推动医美行业发展有着非常重大和积极影响。客户访谈 “摩方是目前在亚毫米尺寸评估过的最好的技术企业”----引自世界500强国外医疗器械巨头评价 “打印效果令人非常惊讶和影响深刻，可以实现传统方式无法加工的微米级别复杂细节，精度媲美模具注塑和机加工”----引自国内医疗器械巨头评价深圳摩方提供的高精密3D打印技术非常契合介植入式医疗器械行业微型化和精密化发展需求，目前深圳摩方已和国内外大型医疗器械公司进行了深入合作，通过深圳摩方的精密3D打印技术可以大大缩短研发周期和降低研发成本以及产品小批量定制生产。—— END ——官网：https://www.bmftec.cn/links/10

复旦大学于敏教授课题组《AJPS》：高精度3D打印用于抗凝药物重组水蛭素 (r-hirudin) 新型微创无痛递药系统的设计制备抗凝治疗通常被用作心脑血管疾病治疗的首选策略，且此类患者大多需要长期甚至终身服用抗凝药物。直接口服抗凝剂有导致胃肠道出血的风险，尤其是对于有胃肠道疾病如胃肠道溃疡的患者，这种出血是致命的。皮下或静脉注射给药或可规避胃肠道出血的风险，但是注射给药需专业人员辅助，这对长期用药的患者而言极其不便，注射引起的疼痛亦会导致患者用药依从性较差。此外，皮下注射抗凝剂还会导致皮下出血淤青，增加感染风险，给抗凝药物临床应用带来了极大的不便。透皮给药作为一种前瞻性给药策略，可以补充注射和口服给药的局限性 (图1)。图1. 临床抗凝药物给药方式及不良反应微针 (Microneedle，MN) 作为微米级的微创设备，可通过破坏皮肤最外层角质层产生短暂的疏水性毛孔，将治疗药物输送至表皮中，被认为是最有前途的透皮给药系统之一。目前，微针的制备主要通过微模型浇铸法，但是用于微模型制备的方法大多局限于光刻或者化学蚀刻，工艺复杂、周期长且成本高，限制了微针的多样性和个性化发展。高精度 3D 打印是近年来新兴的一种微模型制备方法，由于该法简单高效且成本相对较低，已广泛应用于生物医药的各领域，为微针阵列模型的设计制备提供了新的选择。图2.微针阵列模型的设计与打印 A. 1#微针阵列模型的计算机模拟(左)、打印预览(中)及3D 打印微针的长度(右)；B.2#微针阵列模型的计算机模拟(左)、打印预览(中)及3D 打印微针的长度(右)；C.设计模型和打印模型对比 近期，复旦大学代谢分子医学教育部重点实验室于敏教授团队联合复旦大学药学院沈腾老师提出了一种基于 3D 打印技术的微模型制备方法。该团队利用新型超高精度 3D 打印技术 (nano Arch P140，摩方精密) 实现了个性化设计的微针阵列模型的制备，并通过开发一条新的模型复刻工艺成功制备了基于 3D 打印模型的微针模具，最终制备了 r-hirudin 新型微创无痛递药系统。该方法成功解决了以光敏树脂为打印材料的微针阵列表面 PDMS 无法固化导致的模型翻制问题，同时进一步拓展了 3D 打印在微针阵列设计制备领域的应用。利用高精度 3D 打印制备的微针阵列拥有较高的分辨率，打印的微针形貌特征保留完整、尺寸均一，为载药微针的定性与定量分析奠定了基础。相关成果以“Design and fabrication of r-hirudin loaded dissolving microneedle patch for minimally invasive and long-term treatment of thromboembolic disease” 为题发表在《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》期刊上。 在该研究中，首先利用计算机辅助的模型设计对目标微针阵列进行设计优化，分别按需设计了两款不同参数的微针阵列模型，如图 2A所示，考虑到 3D 打印分辨率的限制，绘制微针长度为 1000 μm，允许微针有 100-200 μm 的长度损失，设置微针形状为五棱锥形，底边长度分别为 150 μm 和 100 μm，将微针有序排列成 10 × 10 的微针阵列 (图 2B)。将设计图纸输出导入 3D 打印软件进行打印，最终获得基于光敏树脂的微针阵列模型。与设计模型相比，微针的高度发生了100-200μm 的损失 ，但在允许范围之内，微针针体形貌保存完整，不同微针个体尺寸均一 (图 2C)，提示高精度 3D 打印在微针阵列模型制备方面具有巨大的应用潜力。图3.微针模具及 3DMN 制备流程图 由于以光敏树脂为打印材料的微针阵列模型在用 PDMS 进行模型翻制时在接触表面 PDMS 无法固化，所以选择明胶作为中间过渡材料替代直接使用 PDMS 进行微针模具制备，开发一条新的模型制备工艺(图 3)，并通过该路线成功制备了微针制备模具。将该模具应用于r-hirudin 递药系统的制备，通过连续的微模型浇铸并辅以恒温真空制备r-hirudin 荷载的 3DMN。对 3DMN 进行表征分析并在实验动物体内进行微针给药的药效学与药物代谢动力学分析，结果显示 3DMN 给药可以实现快速的透皮药物递送，血药浓度在给药后 0.5 h 达到峰值 (图 4D-F)，血液的凝固时间在 3DMN 给药后显著延长 (图 4A-C)。对 3DMN 给药的生物利用度(BA) 进行分析，发现 3DMN 给药相对于皮下注射给药的BA可达50% (图 4G-F)。该结果初步验证了基于高精度 3D 打印的微针阵列模型制备的 3DMN 在介导透皮 r-hirudin 递送中的可行性。 图4. 3DMN 介导的r-hirudin 透皮递送的体内药效学与药物代谢动力学研究 A-C. 血液凝固时间随给药时间的变化；D-F. 血清 r-hirudin 浓度随时间变化曲线；F. 不同给药方式血清药物浓度随时间变化曲线 G. 不同给药方式血清药物浓度参数 进一步研究 3DMN 在血栓性疾病防治中的应用，分别构建肾上腺素/Ⅰ型胶原混合物尾静脉注射诱导的急性肺栓塞动物模型和三氯化铁损伤诱导的肠系膜微动脉血栓动物模型，将载药 3DMN 用于动静脉血栓的预防性治疗，研究发现3DMN 介导的r-hirudin 用药可以显著抑制急性肺栓塞模型小鼠肺部血管栓塞的形成 (图 5C-D)，提高小鼠的存活率 (图 5A-B)。此外还观察到，3DMN 介导的 r-hirudin 用药同样可以显著三氯化铁损伤诱导的肠系膜动脉血栓的形成，降低血栓发生率 (图 6)。以上结果进一步说明 3DMN 可用于动静脉血栓的预防性用药，而高精度 3D 打印技术的出现不仅丰富了微针多样性，也为未来临床用药个体微针量身定制提供了基础，具有极大的经济效益与社会效益。图5. 3DMN 在预防急性肺栓塞中的应用A-B. 3DMN 给药对急性肺栓塞小鼠生存率的影响；C. 小鼠肺部组织石蜡切片 HE 染色；D. 小鼠肺部 CT 扫描图图 6. 3DMN 在预防肠系膜微动脉血栓中的应用 A. 血小板在血管损伤部位聚集的体内成像；B. 血栓形成率的统计分析图；C. 血栓形成长度统计分析图官网：https://www.bmftec.cn/links/10

随着人工智能技术的不断发展，2016年3D打印界“黑科技”频出，　　超级跑车、3D打印手套、心脏模型、子弹......　　年终之际，带你盘点的便是那些你不可不知的3D打印“黑科技”。　　仅就图片来看，Blade无愧“超级跑车”的名号，简直酷到没朋友。但我们不能做“看脸党”，还是一起去了解下Blade身上有哪些科技含量。据Blade的设计者Czinger介绍，这款跑车的最关键点在于一个由碳纤维管制成的模块化底盘。70个3D打印铝制连接点+碳纤维管+轻量的碳纤维车身，这三个部分赋予了Blade一个坚固的结构。　　得益于3D锻造工艺与轻量碳纤维材料，Blade全车重量仅为1400磅，比类似超级跑车轻50%，这使其比同等汽油车少用了约66%的燃料，甚至还影响到它在路面上的磨损量。但轻并不意味着脆弱，事实上Blade比市面上的其他钢制汽车更坚固，并且速度还异常快。　　可欺骗扫描仪的3D打印手套　　近日，密歇根州立大学的研究人员开发出一种可成功骗过指纹扫描仪的3D打印手套。据悉，此款手套是一种可模仿真实皮肤(包括精确的指纹纹理)的专有材料通过3D打印技术制成的。使用一台高精度的3D打印机，研究人员能精确地模仿出指纹凸起。在传感器的施压下，这些凸起会“张开”，就像真实的皮肤一样。　　MSU研究人员称，开发这项技术并不是为了窃取数据，而仅仅是想找到新的方法来准确测试指纹扫描仪。虽然该3D打印手套不是为了推动反欺诈技术的发展而开发的，但MSU研究人员认为在未来它可能会对这一领域做出贡献，他们已将这项新技术分享给了其他研究反欺诈技术的科学家。　　Delft理工大学的“生物启发”科研小组与3D打印公司Materialise合作制造了心脏模型，现在他们正在对导管进行测试。此次测试，他们为3D打印的心脏模型基于现实世界的数据配备了大量的传感器，再加上新开发的导管，使得心脏模型具有了“改进的机动性”，由此打开了导管心脏手术的大门。　　心脏模型　　据该项目背后的工程师Ali介绍，3D打印模型提供了一种全新的方式来测试仪器，让它们能在科学有效的模型中进行测试，而且还能轻松应对出现额外需求的情况。这对于导管心脏手术来说是一个巨大的改变，意味着医生可以在导管方面进行更复杂的手术，而不是具有高风险的开刀手术。　　随着新技术的不断研发，3D打印的应用越来越广泛。跑车、人体器官、可穿戴设备跟接下来要介绍的3D打印子弹比起来，就显得逊色了点。近期，俄罗斯视角研究基金会已经开始着手3D打印子弹的测试，并发现3D打印子弹在某些方面的表现和现有的子弹一样好。　　据了解，这些被测试的3D打印子弹是采用的类似于传统子弹的制造方式生产的，可为国家的军队提供一种新型的弹药。据俄罗斯视角研究基金会透露，这是俄罗斯最新的国防应用技术——利用激光烧结的形式来创建3D打印子弹，通过层层金属粉末融合，以创建一个完整的子弹，与传统子弹相比，没有接缝。　　一直以来，3D打印建筑因其技术的独特性导致抗张强度有所欠缺，甚至有时候还会出现碎裂的情况。针对这一问题，德国发明家KaiParthy给出了一个解决方案——网状钢纤维填充物。Kai解释说：“混凝土填充物的研发已经持续了数十年，无论是钢纤维还是塑料纤维，加入混凝土后，都只能用于地面建筑结构，无法作为承重结构。因此，这种网状钢纤维填充物的出现，无疑是建筑界的突破。”　　网状钢纤维填充物　　据悉，这种网状钢纤维填充物呈环状，每个尺寸在1-10cm之间，能在3D打印建筑时，通过喷头或者手工，填入混凝土之中。从内部增加混凝土的抗张强度，从而提升建筑整体强度，组合得当的话甚至可以在混凝土内部形成一种类似“金属泡沫”的结构。　　当前，食品3D打印仍是一个刚刚起步的全新领域。但小编相信用不了多久，食品3D打印机就会像微波炉一样进入常规家电的行列中，进驻到许多家庭的厨房中。

首届世界3D打印技术产业大会于5月29-31日在北京中国大饭店隆重举行。在会上，杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩发表演讲称，生物3D打印是3D打印技术研究最前沿的领域。“说到生物3D打印还有一个概念叫生物制造，这也是我国生物3D打印的前驱颜永年教授提出的一个概念，就是以3D打印为基础的生物医学，为制造技术在生物医学方面的应用开辟了新的领域。” 　　做生物3D打印的原因有两点：一、生物医学领域的市场规模特别巨大 二、生物3D打印在医学领域应用前景特别巨大。 　　目前在生物3D打印领域的研究和应用：一、细胞3D打印 二、细胞3D打印技术在药物研发领域的应用也非常广泛 三、细胞芯片 四、手术器械的3D打印。 　　杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩 　　以下为杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩演讲实录： 　　徐铭恩：女士们、先生们，大家上午好!下面由我简要给大家介绍一下生物医学的3D打印，初步给我们介绍一下我们在这个领域做的一些工作。 　　所谓的生物3D打印，首先面向的问题是生物医学的问题，以三维设计模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，用3D打印的方法成型生物材料，特别是细胞等材料的方法，就叫生物3D打印。生物3D打印是3D打印技术研究最前沿的领域，说到生物3D打印还有一个概念叫生物制造，这也是我国生物3D打印的前驱颜永年教授提出的一个概念，就是以3D打印为基础的生物医学，为制造技术在生物医学方面的应用开辟了新的领域。 　　为什么做生物3D打印?我想在今天的《对话》节目中已经提到了一些，我这里总结了一下，有两点，第一个是生物医学领域的市场规模特别巨大，这是2009年美国卫生部做的一个调查，2009年美国在医疗卫生方面的开支达到2.5亿美元，约占美国GDP的17.6%，国民收入的40%。美国卫生部进一步预测，到2018年美国在医疗方面的支出将达到GDP的20.3%，所以这个领域非常巨大。我想任何一个技术出来，有两个最赚钱的领域，一个就是医学、一个就是军事。 　　第二点，生物3D打印在医学领域应用前景特别巨大。为什么呢?因为生物3D打印技术所具有的快速性、准确性，及擅长制作复杂形状实体的特性使它在生物医学领域有着非常广泛的应用前景。为什么?每个人的身体构造、病理状况都存在特殊性和差异化，当3D打印与医学影像建模、与仿真技术结合之后，就能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。 　　下面，我来讲一下我们实验室在过去几年在生物3D打印领域的研究和应用。第一个，我们来介绍细胞3D打印。这是我们实验室的一个年轻的研究生，他手里拿的是刚刚打印出来的肝单元的结构。在组织器官三维模型指导下，由3D打印机接受控制指令，定位装配或细胞材料单元，制造组织或器官前体的新技术。我们看到，图上这些细胞自发的迁移、扩散、自组织，重新形成了一个器官，也就是说如果我们能将细胞定位的放在我们所需要的位置上，那么我们就可以制造出我们所需要的器官。 　　细胞3D打印技术经历了这么一个发展的历程，有很多大学，包括清华大学、Slemson大学都是这方面的先驱者。这是第一种技术，叫Cell Printing技术，它的技术原理是将细胞打印在一层一层的特殊热敏材料上，打印完之后将材料叠加起来就得到我们需要的结构，第一台3D细胞打印机是由正常的打印机改的，这是它的喷头，这是打印出来的结构，由细胞组成。这是3D Bioplotter，是将细胞与琼斯基复合材料共混，挤出成型在具有交联剂的底板上，层层叠加。这个是孙伟教授做的平台，集成了基于气动使能连续挤出成型3个喷头，打印一层喷射一次交联剂，可以进行药物毒性试验的肝单元结构。这个是清华大学的细胞组装技术，它是将细胞与水凝较材料共混，挤出成型在低温成型腔内。 　　细胞3D打印的应用领域有这么几个，第一个是实验室的领域，它可以为再生医学、组织工程、干细胞、癌症等等领域提供非常好的一个研究工具。我们在跟一些学者聊的时候，甚至认为它可以做到像PCR技术和膜片钳技术的推动作用，由于它的这样一个推动作用，获得了诺贝尔奖。第二个可以为构建和修复组织器官提供新的临床医学技术，第三是开发全新的高成功率的技术，这个市场也是非常巨大的。这是我们前段时间做的人工肝单元的3D打印，因为我们打印好这个结构后，并不知道内部设计的通道是否通畅，我们建立了全新的一套3D成型系统。我们可以看到，我们所构建的这项通道有没有产生。这个是我们细胞培养两周之后所看到的细胞在这个结构内生长非常良好，而且我们要构建的通道也形成了。这个是我们开发的一台专门用来进行肝脏肝单元培养的设备，它可以控制温度、流量等等这些参数，这个也是组织工程中非常重要的一个东西，就是这个生物反应器。这个是我们对肝脏做的大概持续8周的肝功能检测，可以看到，在我们的这个结构里，肝脏功能维持得非常好。这是我们另外的一些尝试做的人工组织器官的工作，这是3D打印细胞的软骨组织，这是我们细胞3D打印的皮肤组织，都是用相应的皮肤或者软骨细胞来打印的。 　　第二个，除了做人工的组织器官以外，细胞3D打印技术在药物研发领域的应用也是非常广泛的。这是一个数据，这是2011年美国制药工业协会新药研发投入，大概是674亿美元，而其中光辉瑞一家就投资了94亿美元，一年这样投下去能产生几个药呢?大概0.5个药还不到，这几年真正原创型新药的产生速度很慢，大概只有2—3个，有3个已经很不错了。所以说，药物的开发产业是一个投入非常大，但是成功率很低的产业。原因是什么呢?这是一个典型的药物筛选图，我们可以看到，首先，进行的一个叫做高通量的筛选，高通量筛选是基于什么呢?基于蛋白质和单细胞水平的，然后，当高通量筛选完后，我们筛选出一些所谓的候选药物，然后进行动物试验。在动物试验中，我们有发现一万个化合物，筛选出一百个候选物，可能在动物试验中只有一个有效果，等的它到了人体以后，一个都没有了，原因是什么?是因为这里有一个缺口，什么缺口?在单细胞、蛋白质以及动物之间，缺乏一个中间过渡阶段的筛选。我们知道，人内部的调控网络是很复杂的，单个蛋白质的增加或降低，并不能说明这个化合对人体有什么效果，有的时候可能效果是完全截然相反的。所以说，我们认为如果用3D打印技术构建人工的组织器官，这个东西可以用来进行药物的筛选。 　　这是我们做的一部分工作，这是我们用细胞3D打印技术打印了一个代谢综合症的模型，包括糖尿病、肥胖、高血压、高血脂、心肌梗塞一系列的疾病。大概人口死亡的40%以上是死于代谢综合症，正因为这个病那么重要，所以我们在体外构建了一个代谢综合症的模型，这是一个体内调控系统的结构，我们在体外构建了一个这样的结构。这是我们构建的细胞打印获得的能量代谢的系统模型图，可以看到细胞在里面的生长非常良好，我们把人类的胰岛细胞也放在这个结构中，形成了一个我们所需要的有通讯的三维模型。这是我们模型做的一些结果，可以看到，在这个模型中，人类的胰岛素的分泌跟我们的基体的分泌是非常一致的，而且在长时间的葡萄牙的刺激之后，相当于是仿着我们人体糖尿病的病理，我们可以发现，分泌峰降低而且延迟。这是我们对相关的葡萄牙代谢、脂肪酸代谢，以及脂肪细胞分泌素的研究，相对于传统的模型，这个更接近体内的真情况。 　　除此以外，我们还做了细胞芯片的工作，这是我们设计的细胞芯片，现在的芯片加工工艺，可以在细胞上加工各种芯片传感器。虽然我们可以做出这样的复杂的结构来，但是目前来说，在往上面放细胞的过程中，有点像是一个撒种子的时候，就这样盲目地撒下去，哪里有、哪里没有，并不能控制，所以我们做的工作就是细胞三维打印技术，在芯片上打印细胞，这是我们做的一部分工作，在不同位置打印不同的细胞，图上这个我们打印的是心肌细胞，这两个刺激点产生刺激，心肌会产生一个动作电位的传递，其他我们测的是一种肾上腺素来源的细胞，这些细胞的工作，它们的增值都能够被芯片同步检测到。 　　这是我们后来跟一个杭州细胞芯片公司合作的一个芯片，到后来，我们做下去之后，放弃了其他的传感器，只用一种IDA的传感器。但是每个位置都能够打印上不同的细胞，这就允许我们同步检测，在同一种物理因子或者化学因子刺激下，不同细胞的不同生理反应。这是我们当时做的研究，我们用这种方式非常准确地进行了肿瘤药物的筛选，而且这个筛选过程中同时做到两件事情，第一个，我们把最有效的药物筛选出来，第二个，我们把毒副作用最小的药物也筛选出来。在这个系统中，我们可以同步做到这两点。 　　第二部分是组织工程支架和植入物的3D打印。在美国，骨植入修复材料市场每年超过200亿美元，这是一个个性化骨组织工程支架的工程，首先是3D数据的获取，在获取之后，是3D数据的处理，包括3D模型的建立，包括一个有限源的分析，根据有限源分析的结构和受力类型，我们可以对材料的不同部位进行一个复制，最后在打印过程中可以采取不同的编制方法，从而用最少的材料达到最大的机械强度。 　　这是一台打印的设备，是清华大学一套低温沉积系统，这是我们做的一些结构。这个是我们用骨支架材料做的生物学的检测，我们给它种上了一种干细胞，经过几周培养之后，我们发现骨胶原的分泌非常的旺盛，而且出现了钙结节。这是我们做的动物试验，可以看到，我们的支架是有孔的，每一个孔里面都长进去一到两根血管，这在骨组织工程上是非常重要的，所以说，在12周后，可以看到我们的材料全部降解了，而且形成了大量的软骨，而且骨细胞还在快速的增殖，这是我们对于植入的骨支架的研究。当然，这部分研究刚刚开始，我们还尝试在个性化的假体的3D打印。 　　这是参加残疾人运动会一个很有名的运动员，他的旁边有一假肢，在我国，肢体残疾人有800多万，至少有70万需要安装假肢，假肢结构和外形的设计制造都直接影响多患者使用假体的舒适度和功能。目前，美国一家公司提供的假肢大概是5000美元一个。 　　这是我们的工作，和一个研制机械手的教授合作的，我们做了一个机械手，这个机械手有很好的力量控制和空间多维度的力量控制，但是机械手还是需要跟人的真手有一个非常好的接受腔。 　　第四个工作是手术器械的3D打印，齿科手术模板，这是一个种牙的过程，在螺钉打进去的过程中需要避开旁边的血管和神经，以前得靠医生的经验来完成，我们可以用3D打印技术做一个模型，只要放到病人的嘴巴里面，根据那些孔你打下去，位置就对了。 　　最后，我们最近还做了一个下颚修复手术的模板。这是猴子的下颚修复手术，我们打印了模板之后，就可以做相应的加工。谢谢大家!

3D打印在国内近几年不温不火，不少人暗自揣摩，3D打印不火了，其本身就是噱头，与前些年相比，媒体关注度也有所降温，可是事实真是如此吗？3D打印从鲜为人知到被广泛关注，再到其概念达到顶峰，不过20年的时间。当前的状态可以理解为找到了自身最合适的定位，实实在在地改变着人类的生活。3D打印学名增材制造，以材料逐层堆积制造出实体物品的制造技术。其不但无需模具，适用于更多个性化产品的生产与原型设计等，如定制或小批量产品、医疗生物等；还可以制造更复杂的产品，适用于仿生学设计、轻量结构等；还为智能制造、区块链等制造业前沿领域奠定重要的技术基础，而且已经形成了相对完整的产业链。美国2014年开始实施国家制造创新网络计划，增材制造创新中心就是其中之一；德国2019年将3D打印作为十大处于领先地位的关键工业领域之一进行发展。3D打印更是我国《中国制造2025》计划中提出要重点发展的技术项目之一，根据相关统计，2022年上半年，3D打印领域的融资总金额超22亿元，，主要分布在3D打印设备、材料相关企业，随着资本的注入，企业获得更多的资金，讲加大研发，开阔更多的市场，进一步加速行业发展。仪器信息网为了使更多大家了解更多3D打印相关资讯，2022年7月28日将举办“3D打印技术表征及相关解决办法”网络会议，点击链接，立即预约免费观看。会议日程会议时间报告名称演讲嘉宾9：30-10：00高速激光沉积金属材料过程中的存在的若干问题及解决方案桂万元北京科技大学10：00-10：30增材制造行业中金属粉末碳硫氧氮氢分析的相关应用王元慈艾莉蒙塔（上海）10：30-11：00金相分析技术在增材制造中的应用盖秀颖中科院金属研究所演讲嘉宾（排名不分先后）参会方式本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网或扫描二维码：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/3Dprint/ 扫码报名赞助参会请联系扫码联系

随着时代的发展，面对着越来越细化的工作分工，标签打印机正以前所未有速度进入到我们的工作中，合理运用标签打印机的功能，可以有效的实现文件管理，归类，特殊物品的识别，管理等，让我们的工作变成有条不紊。 随着时代的发展，面对着越来越细化的工作分工，标签打印机正以前所未有速度进入到我们的工作中，合理运用标签打印机的功能，可以有效的实现文件管理，归类，特殊物品的识别，管理等，让我们的工作变成有条不紊。在工业生产制造中，标签打印也同样起着非常重要的作用，应用在很多的称重场景，如物料入库，材料分选，配料配方，质检以及成品出库等等，称重与标签打印的需求息息相关。针对标签打印的需求，奥豪斯为您提供完善的解决方案。Defender 5000中精度电子台秤， Defender 6000 XW系列超级防水台秤以及Ranger 7000系列高精度秤均可支持标签打印，其打印内容除毛重、皮重、净重等基础信息外，还可打印产品批次号，时间日期，交易号，称重模式，输出状态，操作人，物料编号，物料名称，平均单重，流水号，条码，二维码及品牌Logo等信息。Defender 5000，Defender 6000™ （XW）与Ranger 7000产品均预设有六个模板，其中一个为简单模板，可打印称重结果，满足客户的打印需求；另外有五个自定义模板，可以根据用户的需求来调整打印尺寸与内容。配合ScaleMate*软件使用，可为客户提供最大程度上的便利去设计标签模版，提高工作效率。 在生物制药行业，食品饮料等行业中使用标签打印机，有助于满足数据管理和记录的相关规定。手动记录称量结果可能会出现抄录错误，同时还会因字迹不佳等导致结果释义不一致！ 奥豪斯Explorer天平能为实验室提供灵活的记录和贴标选项，有助于消除抄录误差、加速工作流程并确保可追溯性，天平内置5个自定义打印模板，其中2个预设模板方便客户直接使用。 任何带有串口的斑马标签打印机均可连接以上OHAUS产品，同时我们还支持可以使用ZPL语言的串口标签打印机。配D52加斑马打印机的图片* ScaleMate软件 可在PC端读取、设置以及备份天平或秤的菜单，管理库信息、用户信息以及更加方便地设置打印模板

p 　　虽然3D打印技术在近几年发展迅速，但在此前，3D打印机就很难打印出毛发、毛皮和毛刷等物品。不过，这一技术难题的根源不在硬件。相反，这纯粹是个软件问题，因为你需要在CAD软件中精细地设计出每一根头发，而这会大大提高设计人员的工作量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 1-1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/92b2d0cc-96b5-4611-a7d0-5217e1e26ab9.jpg" / /p p 　　现在这个问题可以迎刃而解了，麻省理工学院媒体实验室的软件工程师找到了快速有效的解决方案。他们可以短时间内在曲面和平面上打印出无数的细丝结构，也就是我们所说的3D打印头发。 /p p 　　这款能打印头发的软件名为Cilllia，用户可以在数分钟内打印数千根定制的生长角度、厚度、密度和高度的头发。 /p p 　　一旦这项技术转向商用，3D打印的假发很快就能上市。不过研究人员的目标可没这么简单，这些3D打印的头发还有其他用途。在自然界中，类似头发的细丝结构有很多作用，如感知、粘附异物和运送物品等。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 1-2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/ff17c39a-8b7f-4dfc-bdf6-5972c3e06adc.jpg" / /p p 　　眼下，这些3D打印头发已经可以像魔术贴一样粘在一起并通过重量进行分类。 /p p 　　“ strong 我们专注于3D打印头发就是为了释放3D打印技术的潜力，此外，这种功能性材料拥有很强的弯曲性和可控性，未来可用在多个领域 /strong 。”媒体实验室的研究人员说道。 /p p 　　“通过我们的软件平台，3D打印头发变得小菜一碟，”参与该项目的人说道。“而此前，这完全是不可能完成的任务，因为整个设计过程要花上一天以上，想将其打印出来，你还需要再花一天时间。” /p p /p

世界3D打印大会开幕 全球顶尖专家畅想3D梦 　　备受瞩目的“2013世界3D打印技术产业大会”将于29日正式开幕。上证报记者从在昨日召开的媒体见面会上获悉，本次大会邀请了全世界从事3D打印行业的知名专家和重要企业，与会代表共500多人，媒体约60余家，规格之高为业界罕见。 　　28日的媒体见面会由亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军主持，一同出席的还有全球3D打印行业享有盛誉的专家之一Terry Wohlers，英国增材制造联盟主席、中国3D打印技术产业联盟首席顾问Graham Tromas，华中科技大学教授史玉升等知名专家。 　　本次会议将讨论全球3D打印技术的发展现状和趋势，并对3D打印在文化创意、生物医学、工业制造等领域的应用前景进行展望和分析，同时也为国内外企业3D打印合作项目对接、洽谈搭建一个高端平台。 　　作为全球最知名的3D打印行业研究机构，Wohlers Associates公司已连续18年发表年度Wohlers报告，该报告被视为全球3D打印行业的风向标。媒体见面会上，公司主席Terry Wohlers介绍了刚于上周发表的2013年Wohlers报告。 　　该报告汇集了包括中国在内的全球70余个国家3D打印公司的相关数据。2012年，全世界3D打印行业总产值增长了28%，达22亿美元。3D打印机的全球销量同比增长25%，其中38%产自美国，中国占8.5%。 　　英国增材制造联盟主席Graham Tromas表示，3至5年内，中国有潜力成为世界最大的3D打印市场。关于3D打印的发展方向，Graham Tromas认为，从机型上说，真正能够推动生产力发展的是大型打印机，“中国想达到世界领先水平，应在此方向上取得突破。” 　　作为国内最早从事工业3D打印技术研发的专家，史玉升教授认为，中国制造业产值居世界首位，但想要长期保持优势地位，依靠传统技术难以为继，必须借助3D打印等先进技术。他甚至认为，在中国制造业中，能够从起步阶段就与世界处于同一水平的只有3D打印。 　　史玉升坦言，中国工业级3D打印技术和设备与国际先进水平还存在差距，主要体现在两方面：一是，设备功能的可靠性较低 二是，从材料的性能到品种，都与国外有一定差距。不过，他乐观认为，随着国家近期启动一系列科技支撑计划， 国内3D打印设备在可靠性、材料性能和品种等方面，将逐步与国际水平并驾齐驱。 　　中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军：未来三年 国内3D打印市场力争上百亿 　　如能顺利跨上百亿台阶，此后几年，3D打印技术无论是在国内市场，还是国外市场都有望保持几何级数增长 　　当业内企业、科研机构“各自为战”、一盘散沙之际， 　　他发起倡议成立了中国3D打印技术产业联盟，以期扭转国内3D打印市场“小而散”的格局 　　当国内众多企业嗅到3D打印技术的巨大商机、蜂拥而入之际，他以“业内人”的身份呼吁大家保持理性，给予3D打印产业健康、良性的发展环境 　　当业界为“如何实现3D打印产业化”愁眉不展之际，他适时提出“建设3D打印技术产业创新中心”的良策，集结成员单位充分发挥自身优势，共谋产业发展之路。 　　亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军，就这样闯入了公众的视野。在首届“世界3D打印技术产业大会”召开前夕，罗军在百忙之中接受了上证报记者的独家专访，就外界关注的诸多热点话题进行了详尽阐述。 　　谈“3D打印热”：盲目介入不可取 　　记者：随着3D打印技术在各领域的应用逐步成熟，国内众多企业也嗅到了背后的潜在巨大商机，以各种方式进入以期抢占市场先机，其中不乏一些上市公司的身影。您如何看待资本涌入3D打印产业的现象? 　　罗军：任何一项新兴技术在发展初期都需要激情的推动，但单靠激情是远远不够的，还需要切实可行的思路和措施。3D打印技术作为一项前沿性、先导性很强的技术，的确具有很好的发展前景，上下游相关配套企业尽早涉足这个产业，是为了抢占先机，做好战略布局，这种思路是值得充分肯定的。上市公司具有较强的融资能力，抢先进入新兴技术领域，有利于加快新兴技术产业化进程。 　　但必须指出，作为公众企业，出于对投资者负责的角度考虑，上市公司进入一个新兴领域还需结合实际，发挥自身优势，盲目冒进与自身产业关联度不强的产业，很可能得不偿失。 　　记者：那么，您认为哪些行业内的企业开展3D打印比较有先发优势? 　　罗军：由于3D打印技术与激光制造、材料等领域关联度很大，这方面优势明显的企业，其涉足3D打印产业或具有一定的先发优势。如中航激光便掌握了大型金属结构件直接制造方面的技术，并在钛合金等特殊金属材料方面取得重大突破。另外，据我了解，一直密切关注各类激光应用技术的光韵达，在客户积累和市场应用方面积聚了许多经验，并且在红外、紫外等各种激光的加工特性，金属、非金属等各种材料的加工方面取得了突破，加之其与电子、通信和汽车等领域众多客户建立的长期合作关系，该类公司若介入3D打印领域的门槛应不会太高。 　　记者：如今3D打印热，不由让我们联想到前几年的光伏产业，彼时光伏产业前景也是一片光明，但短短几年过后，随着各路资本涌入，产能过剩问题凸显，光伏景气度也急转直下。未来，3D打印行业是否也会重蹈覆辙?如何促进这一产业健康、有序发展? 　　罗军：其实，作为清洁能源，光伏产业的发展前景还是比较乐观的，糟糕的是产能严重过剩，短期内难以消化，而成本居高不下、市场需求不旺，导致光伏业内外交困。在我看来，关键原因在于光伏产业在起步阶段缺乏行业组织的引导，企业间互不沟通甚至互相排斥，等到大家认为行业需要规范自律的时候为时已晚。3D打印产业应该不会重蹈覆辙，原因在于起步阶段就有了一个产业联盟来引导并促进行业自律。在对话合作的框架下，各方加强沟通维护行业整体利益，促使行业健康、可持续发展。 　　谈产业化：建创新中心是关键 　　记者：不可否认，3D打印技术有很多优点，如耗时短、成本低等，但反过来看，这项技术目前是否也存在一些缺陷或瓶颈?若要实施大规模产业化，需要克服哪些障碍? 　　罗军：任何一项技术都不可能十全十美，优势和劣势往往是并存的。3D打印技术具有节约材料、节省时间、节能环保等诸多优点。但与传统制造技术相比也有许多缺点，比所用材料限制较多、精度不够，尚不能规模化生产等。 　　要推动3D打印技术规模化、产业化运用，我认为，首先需要打开用户市场，使更多传统制造业企业增进对3D打印技术的认识。只有市场打开了，3D打印产业才有发展的基础 其次，要攻克材料难关，使更多材料能够满足3D打印技术的需求，只有市场需求起来了，3D打印技术得到广泛应用以后，材料价格才可能降下来 第三，加工服务和配套服务业务也要跟上。 　　记者：围绕上述目标，我们是否已经着手制定一些切实可行的对策? 　　罗军：目前，我们正在通过联盟的力量组织成员企业，集中优势资源在国内主要工业城市建设10家中国3D打印技术产业创新中心，首批选择在南京、青岛等重点城市运行，并计划明年将产业创新中心扩至10家。由于我们成员单位都是国内3D打印的佼佼者，以此为支撑，产业创新中心未来将主要发挥四项功能：一是3D打印产品的集中展览展示中心 二是3D打印技术的科普、教育、培训中心 三是3D打印技术加工服务中心 四是，3D打印技术研发中心。若产业创新中心能按照上述目标稳步推进，那么市场需求弱、应用空间窄的难题将迎刃而解。在我看来，产业创新中心大规模成功运行，将是国内3D打印机实现产业化的强力助推剂。 　　记者：能否大胆设想一下，比如5年后的今天，国内3D打印产业将呈现怎样一番景象? 　　罗军：我国目前尚处于3D打印产业化的起步阶段，今明两年将是产业发展的关键时期，将直接影响到3D打印的未来走向。今明两年的发展核心是要推动3D打印与传统产业的深度结合，把3D打印技术的应用市场快速开拓。总体而言，我们要把握以下几点：一是必须改变当前“小而散”的产业状况，抱团发展，集群发展，这样行业才有希望、才会得到市场的认可。二是3D打印技术必须与加工服务结合起来，通过服务来拓展市场 三是必须加强与国际间的对话合作。 　　以3D打印技术产业创新中心为平台，乐观预测，我们力争3年时间将3D打印市场规模扩至100亿元人民币，将3D打印技术更广泛地与传统制造业、文化创意产业、生物医学等产业结合。如果我们能够顺利跨上百亿台阶，此后几年3D打印技术无论是在国内市场还是国外市场都有望保持几何级数的增长。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " “4D打印”概念源于2013年初麻省理工学院自组装实验室斯凯拉蒂比茨（Skylar Tibbits）的一次现场演示。在著名的技术、娱乐、设计（Technology Entertainment Design）大会上，一段绳状物体被放入水中，物体自动折成预先设计的形状，斯凯拉蒂比茨称之为4D打印。4D打印技术的实现基于“智能材料”（intelligent/smart materials），智能材料的概念来源于仿生，鉴于其具有独特且优越的性能，智能材料及相关结构近年来引起了科研工作者极大的研究兴趣。目前，研究主流是集成型智能材料及相关结构，利用先进的材料复合技术将敏感元件、驱动元件甚至控制元件集成于基体材料中，使材料结构具有感知外界或内部状态与特性变化，并能根据变化的具体特征进行辨识，从而做出合理响应的能力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近年来，4D打印概念不断发展延伸，逐渐被定义为是实现对智能感应材料的增材制造技术。与3D打印相比，4D打印中多出的这个“D”是指时间纬度，准确地说是一种新型能够自动变形的智能感应材料，不需要借助于任何机电设备，在外界环境（温度、外应力、电磁场等）变化时，能够按照事先所设计的要求进行相应的形状变化，满足相关特定要求。4D打印技术可直接将设计内置到物料当中，简化了从“设计理念”到“实物”的造物过程，颠覆了传统的造物方式。对4D打印的研究，主要涉及多种复合材料或多材料、形状记忆聚合物、形状记忆合金等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 一、复合材料 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 复合材料种类众多，但能够用于4D打印的复合材料种类却相对有限，表1给出了目前部分用于4D 打印的复合材料或多材料的类别、特点以及研究发展方向。基于压电聚合物材料制备的智能纳米复合材料，通过控制材料尺寸与结构，能够得到具有特定功能的智能纳米复合材料。目前，大多数压电智能材料基于脆性陶瓷（如锆钛酸铅）等，具有高压电常数和高机电耦合系数等优点。尽管压电聚合物材料相对压电陶瓷材料响应频率降低，但具有机械柔性、生物相容性好以及可加工性等优势，使其成为需要机械灵活性、生物相容性和可加工性微型系统的理想候选材料。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4177de05-75d0-4f42-9f7b-b7d7582035f4.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前制备具有复杂3D结构的压电聚合物材料仍然存在困难。提高压电聚合物的可制造性，将对微尺度和纳米级压电聚合物的各种应用发展做出巨大贡献，例如生物诊断设备、微机电系统、成像系统、紧凑型传感器设计和电子设备等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 压电材料的微细加工和纳米制造有许多不同的技术，如电子束光刻、自组装、静电纺丝等；但对于压电聚合物材料而言这些技术都不易采用。Kim等在2014年提出了一种新的纳米制造方法，使用数字投影打印产生2D和3D压电纳米聚合物复合结构（图1）。数字投影打印技术的主要优点是其分辨率可以小至1μm，重现性高、重复性好、重量轻。此外，实现数字投影打印技术所用设备简单，制造时间缩短。通过使用数字投影技术Kim等制造了2D和3D样品。2D样品以及3D样品之一的微管结构如图1所示，通过打印具有不同热膨胀系数、密度或参数的层来控制管的直径和弯曲程度。进而，通过光聚合工艺成功实现了压电纳米复合材料的4D打印成形技术。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e4763d47-780d-4674-acbc-c9834dca508d.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 图1 2D和3D纳米复合材料样品（a）点阵列；（b）、（c）不同尺寸的正方形阵列；（d）蜂窝阵列；（e）3D微管结构 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由极亲水的聚合物材料和刚性塑料材料作为基体组成的自演变复合材料，其原理是亲水性材料暴露在水中时，吸收水分，体积增加到原来的两倍。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在研究自演变结构的过程中，研究人员运用4D打印技术制造了三种不同组分的材料，其暴露于水中时显示出不同类型的变形。 span style=" text-indent: 2em " 图2给出了三种类型的变形，其中（a）呈线性拉伸，（b）显示出伸展环，（c）部件呈现折叠变形。（a）部件暴露于水中时，其自变化行为通过改变亲水材料与刚性材料的比例，实现不同百分比的线性膨胀。（b）部件由许多环状形成，每个环有两层不同的材料，当暴露于水中时，内层膨胀并引起环的变形，逐步实现自演变行为，该组件的整体线性膨胀可以通过改变环的半径来控制。（c）部件表现出折叠行为。目前，自演变结构可以实现的形态变化相对较少，因而正在逐步向着形态变化多样、分步变化、微观结构更加精确化的方向发展。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/39c0b255-c36e-43b3-9bbf-a96bf61b5f95.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 图2 自演变结构随时间变化的变形情况（a）线性拉伸；（b）伸展环；（c）折叠变形 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 执行器是自动化控制技术工具中接收控制信号并对受控对象施加控制运行作用的装置。近年来机器人执行器得到长足发展，涉及金属、陶瓷、硬塑料等硬质材料机器人。这些硬质材料机器人是专为特定应用而设计的，不适用于所有环境。例如，使用硬质材料制成的传统机器人不能实现大的结构变形，难以模仿软体动物的行为。为实现大的结构变形，产生了软体机器人，其重点在于软体执行器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 软体机器人执行器研究是一个新兴领域。基于软智能材料（如电活性聚合物）的执行器可以感知测量、变化形态和改变刚度。2007年，Kofod等通过4D打印技术制造出了用于软体机器人的介质弹性体致动器，解决了传统方法难以制造弹性体致动器的问题。图3（a）中为Kofod等通过实验使用软介电弹性体智能材料来捕捉天然物质，图3（b）中为Zhao等对抓取行为的有限元模拟。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/14981844-c7be-4c42-9bdb-24a558ae0502.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 图3 基于介电弹性体的夹爪（a）介电弹性体致动器夹紧小圆柱；（b）（a）中介电弹性体执行器的有限元建模 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前，研究人员已经证实4D打印技术制造弹性体致动器的可操作性，但研究中所面临的局限性在于一个功能完整的致动器无法一次成形。此外，关于软体机器人执行器研究的未来趋势是制造多层膜，以产生不需要预应变的软结构或者制造单态和双态致动器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 软体机器人执行器作为目前的热门研究领域，得到了广泛的关注。为实现某些特定功能（如地震之后被困人员的搜救等），执行器部件正在向响应快、功能多样化、形态可变等方向发展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 折纸是中国的一种传统艺术，即将一张平面纸折叠成3D物体。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 折纸这一理念为大型物品压缩成小体积空间的问题提供了创新的解决方案。折纸概念在纸箱、购物袋、光伏太阳能电池板的展开、汽车安全气囊中已经有所体现。然而，传统工艺上这些产品的设计包装过程复杂，会导致基础架构成本增加，因为折叠设计有任何变化，就可能需要购买新设备。在此背景下，自折叠的想法被提出，它可以大大减少折叠设备所需的投资，具有良好的市场前景。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 自折叠是设计并创建折叠物体，该折叠物体能够自折叠或具有自折叠的能力，这一过程的实现是以智能材料为基础的。活性复合材料是由玻璃态形状记忆聚合物和纤维组成的软质复合材料，纤维材料可增强基体弹性。通过调节形状记忆聚合物和纤维的体积分数和取向，可以制造具有不同性质的自折叠材料。对其进行热机械编程，可自适应变为复杂的3D结构，如弯曲，卷绕，扭曲和折叠等行为的自实现，如图4所示。因此，4D打印的一个发展趋势就是利用多材料打印技术来实现活性复合材料的精确3D成形，并研究其性能。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b1755fe0-c468-4cce-ac16-8484dcc9165b.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 图4 材料自适应变为复杂的3D结构，包括弯曲、卷绕、扭曲和折叠行为（a）和在加热和冷却条件下，复合材料的自折叠行为（b） /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 二、 形状记忆聚合物 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 形状记忆聚合物（SMPs）属于刺激响应材料，具有可设计性能，是指变形后通过外界条件（如热、电、光、化学感应等）的刺激可恢复其初始形状的材料。与形状记忆合金和压电陶瓷材料相比，形状记忆聚合物具有高应变恢复、低密度、低成本、简单的形状编程程序，以及在恢复温度下具有良好的可控性等优点。此外，可以通过对形状记忆聚合物进行化学修饰以实现生物相容性和生物降解性。因此，形状记忆聚合物的制备方法、性能与各种应用环境获得了研究人员的广泛关注。其主要缺点表现在强度相对低、模量低和操作温度较低等方面。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 几十年来，形状记忆聚合物的自发形状变化得到了深入研究，但实现精确控制的顺序形状恢复仍是大的挑战。为实现这一目标，提出了两种策略。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 一是实现形状记忆聚合物材料内在的功能梯度。具体而言就是聚合物材料或结构具有空间依赖性，不同部位由微观结构不同、热机械性能不同的聚合物组成。当施加适当刺激时，材料各个部分的独立形状恢复将被连续激活。因而，形状记忆聚合物的形状改变顺序可通过适当控制各个部分的材料属性来实现。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二是实现形状记忆聚合物的4D打印技术。如图5（a）所示的螺旋形状记忆聚合物组件的示意图，①-⑨表示具有不同玻璃化转变温度的聚合物。成形组件的形状通过4D打印技术设置。在没有外部刺激时，形状记忆聚合物的形状能够保持。在存在外部刺激时，会观察到如图5（d）所示的变形恢复行为。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/322605c6-fefd-4a66-a98e-83012e92309b.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 图5 形状记忆聚合物的4D打印（a）螺旋形状记忆聚合物组件的示意图，图中①-⑨表示分级铰链；（b） SLA设计和制造球状 SMPs 的过程概述；（c）4D打印得到的SMPs 弹簧的动态变化过程；（d）螺旋形状记忆聚合物组件的自发和顺序形状恢复过程；（e）得到的4D打印球状SMPs；（f）基于（c）4D打印得到的塔形结构 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4D打印多材料形状记忆聚合物对特定动作的实现，如图6所示，为其实现复杂功能化提供了可能。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/105a655c-bde6-4708-acf1-e99c714d7755.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 图6 基于SMPs的4D打印夹子的动态行为 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 三、 仿生4D打印 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 生物打印可以被定义为“使用材料转移过程来模拟和组装生物相关材料—分子、细胞、组织和可生物降解的生物材料—与规定的组织完成一个或多个生物功能”。生物打印的主要优点表现在可以大规模生产组织工程产品的能力，可以定位不同类型细胞的高精度和制造高细胞密度组织的能力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前仿生4D打印处于初级阶段，本文只做简要介绍。目前的组织工程技术存在局限性，如非自动化的操作、小的制造规模、无法生产复杂结构的器官和无序的组织显微结构。因此，研究人员在此基础上提出了基于生物的仿生4D打印，作为组织工程技术一个的新分支，已经被研究者广泛关注。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 仿生4D打印是一种新兴技术，该技术的最大优点在于能够制造仿真活体生物结构如组织、器官等。最近，哈佛大学的研究人员创建了自然界植物模拟的4D打印系统。研究人员采用一种生物相容的水凝胶复合油墨作为实现仿生4D打印的原材料。该材料浸入水中会自发膨胀，为实现仿生4D打印提供了基础。其具体的复杂仿生4D行为如图7所示。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4affb11c-2e45-4905-b294-9c7ea003fa9b.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" / img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d210f0e2-df3d-481a-8a86-45640e0e82fd.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 图7 仿生4D打印产生的复杂花形态 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 仿生4D打印作为一种新兴技术，要实现对人体器官、组织等的精确制造仍然存在诸多难题，如微区功能差异化、组织差异化、环境控制等。对于仿植物4D打印技术，目前也正在逐步开展，并取得了不错成果，技术的成熟度仍有待不断提高。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 四、 形状记忆合金 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 形状记忆合金是一类能够“记忆”其初始形状的合金材料，由于其同时具有传感和驱动功能，也是一种智能材料。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 迄今，应用最广的形状记忆合金是NiTi基合金。由于其较大的形状记忆效应、优异的力学性能、抗腐蚀性能、生物相容性，NiTi基合金已经在医学、航天航空、电子、机械、能源及日常生活等领域获得日益广泛的应用。然而，由于较高的成分敏感性、可加工性差、难以精确成形等问题，NiTi基合金不易运用传统加工工艺成形复杂零部件。运用3D打印技术对NiTi基合金进行研究，可得到高效精确的成形工艺。作为一种重要的3D成形方法，选区激光熔化技术具有可控、效率高、成形精确等优势。部分研究人员已运用该技术制造出了小尺寸、结构复杂的NiTi基合金微机电系统。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近期，研究人员对NiTi基合金的选区激光熔化成形工艺进行了研究，获得了如图8所示的NiTi基合金样品。通过差示扫描量热仪的表征结果表明，其基体存在马氏体与奥氏体之间的相转变行为，为获得4D打印形状记忆合金及其构件提供了理论基础。对4D打印NiTi基合金的工艺参数、生物相容性、热处理行为、相转变行为、微观结构等也有人进行了研究。此外，Ma等以NiTi基合金粉为原材料，采用不同的选区激光熔化工艺参数得到了能够实现多阶段分步变形行为的“U”形简单构件，如图9所示。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/a8391f19-9ade-40bb-b1b5-af71c4f540c8.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 图8 选区激光熔化制备的NiTi合金试样（a）和4D打印NiTi合金的微观结构（b）、（c） /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/3da22576-9c6a-4069-a33e-3056cda9f181.jpg" title=" 10.png" alt=" 10.png" / /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 图9 选区激光熔化成形的U形NiTi合金构件的多阶段形状恢复过程（a）和U形片不同区域采用的工艺参数（b） /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 结束语 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4D打印技术是一个快速增长的行业。新型原材料、成形方法、控制软件和机器精度不断发展和完善，为4D打印技术的实现提供了基础，使其得到了广泛关注与发展。一方面，4D打印技术引入了新的设计技术，可以减少制造产品的能源消耗、材料使用量、时间以及成本；另一方面，4D打印技术的未来在于成形产品的组装和拆卸的可控性，4D打印智能材料的激活与控制，并在理论上创建模型和模拟形状变化行为的软件。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " （1）4D 打印所用的原材料为智能材料，大体上可以分为智能纳米复合材料、形状记忆聚合物、软体机器人的执行器、自演变结构、主动折叠和受控顺序折叠结构、形状记忆合金等。4D打印结构能够实现集传感、驱动甚至控制等功能于基体材料中。对于仿生4D打印也逐步受到重视，得到了快速发展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " （2）对于4D打印技术成形形状记忆合金而言，存在着如何获得近全致密、组织性能控制、动态变形控制等挑战，在成形样品或零件的过程中，也需考虑各项性能冗余度、氧含量、孔隙率、各向异性等因素。只有克服这些挑战，综合考虑各影响因素，才能得到高性能 4D打印记忆合金构件。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " （3）4D打印技术正在向智能化、精确化和高效化方向发展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " i 本文引自：卢海洲, 罗炫, 陈涛,等. 4D打印技术的研究进展[J]. 航空材料学报, 2019, 39(02):5-13. /i /p

3D打印是制造业热门技术，应用范围极广。它既可以打印塑料、陶瓷等非金属材料，也可以打印钢铁、铝合金、钛合金、高温合金等金属材料，以及复合材料、生物材料甚至是生命材料，成形尺寸从微纳米元器件到10米以上大型航空结构件，为现代制造业发展及传统制造业升级转型提供了巨大契机。相较传统制造方法，3D打印在理念上大为不同。我们经常使用的产品都是三维的，传统制造方法是模具成形或者切削加工，也被称作是等材制造及减材制造。等材制造就是人们熟知的铸锻焊，已经有数千年历史。无论是四川的三星堆，还是陕西的兵马俑，都能看到用等材制造方法制成的精美铜器。电动机问世后，以其为动力，可以对材料进行切削加工。因为在车铣刨磨的加工过程中材料逐渐被切掉，所以被称为减材制造。与上述两种传统制造方法相比，我们俗称的3D打印技术是上世纪80年代发明的新制造方法，类似燕子衔泥造窝，材料一点一点累加，造出三维物体来，因此又称增材制造。虽然从理念上说，燕子衔泥、万里长城都可以视作增材制造，但是只有在计算机控制下，把需要的材料按照设计累加到需要的地方，实现控形控性，才是真正的增材制造。赋能产品设计制造，推动高端制造业长足进步经过多年研究与发展，人们发明了光固化、粉末烧结、丝材累加等3D打印技术。这3种技术分别利用激光扫描液态光敏树脂表面，使之固化，或者高能束扫描材料粉末，使之烧结，或者采用热/电弧/高能束熔融丝材按照图形剖面铺设等方法，在剖面上一层层累加，制成三维实体零件。信息技术日新月异，3D打印技术在计算机控制下，可以打印出多种材料、任意形状，因此在工业及日常生活中，正带来许多重大变化。不同的制造技术有不同的技术特点。比如等材制造的铸锻焊过程，需要模具、砂型，如果我们只做一件样品，成本上就划不来，它更适合于批量制造。当然，也可以用减材制造进行切削加工，但加工过程会造成材料浪费。比如航空航天制造中，为实现轻量化，一些零件很大却很轻，形状复杂，要把材料尽可能地分布在边沿，这就需要切掉很多材料。对一些像铝合金、钛合金这样贵重的金属来说，付出的成本高昂。3D打印技术摆脱了模具、工装夹具等生产准备工作，在新产品开发、首件制造等方面，极大缩短了周期，降低了成本。而且通过计算机控制，完全实现数字化，哪里需要材料，就可以把材料堆积到哪里，做到节材制造。目前，我国不少企业的制造能力强，但产品开发能力相对不足，制约了制造业向价值链顶端的发展。3D打印可以帮助我们补足这一短板，缩短设计迭代、样机制作、评价、分析、改进、量产等流程。如在航空航天等高端装备的快速开发和迭代升级方面，3D打印已成为新产品开发的有力工具。3D打印还为创新设计拓展出巨大空间。过去设计师虽然有很好的构想，但由于模具制造的复杂性、切削加工空间的可达性，不能按照原构想来设计，只能把大的零件拆成几十、上百个小零件，设计与制造的成本随之增加。对于传统制造难以实现的零件形状或结构，3D打印可以胜任，通过结构一体化制造，实现最优设计构想。这就为设计创新、产品创新、装备创新提供巨大空间，由此为制造业带来不可估量的效益。比如，一家生产飞机发动机的大型公司，原来在制造发动机燃油喷嘴过程中，由于制造技术的局限，需要把喷嘴分成20多个零件去制造。这20多个零件中的每一个都要达到微米级，装配在一起时需要焊接，然而一焊接，就达不到微米级的精度了。结果，燃油喷嘴的制造缺乏一致性，燃油效率很难优化。而现在，可以把20多个零件一体化地3D打印出来，化繁为简，提高了零件的燃油效率，大大增强产品竞争力。除了擅长复杂零件的设计制造，3D打印还可以在个性化制造上大显身手。伴随信息化进程，个性化制造在越来越多的领域替代流水线式大批量制造。家电、可穿戴电子设备乃至汽车等消费品越来越呈现个性化趋势，而3D打印尤为擅长个性化制造。比如为运动员3D打印一双最适合其脚型的鞋子，将有助于改善穿着体验，提高运动成绩。在精准医疗领域，如骨科手术辅具、牙科正畸、手术模型等方面，能够越来越多地看到3D打印的应用。3D打印医疗器械新产品层出不穷，已从最初用于制造生物假体，扩展至细胞、组织和器官打印研究，未来或将用于人体器官再创，为人类带来福祉。产业链不断扩展，“3D打印+”迈上新台阶全球增材制造产业链正在不断扩展。航空航天、航海、能源动力、汽车和轨道交通、电子工业、模具制造、医疗健康、数字创意、建筑等领域的企业和服务厂商不断涌入增材制造产业。汽车行业超越航空航天、医疗等领域，成为3D打印技术的第一大应用行业，包括原型设计、模具制造和批量化3D打印零件等。3D打印在前沿科学研究方面，也发挥着越来越重要的作用。3D打印技术能在可控条件下，快速将不同材料混合在一起，打印试件或零件，因此可以按照材料基因组方法，实验与发明新合金、新复合材料，为工业应用快速开发出更多更好的新材料，满足高端装备、新产品的多方面需求。近年来，功能梯度材料越来越受到重视。用多种不同材料打印零件，将材料分层，不同材料打印在不同层，零件就可以实现表面是耐磨、耐腐蚀的，里面是高强度、韧性好的，再里面就像人体的骨头一样，是疏松的蜂窝状结构。如此一来，产品在增强刚性的同时减轻了重量。当前，人们正致力于增材制造技术开发与产业化。3D打印已经应用于我国航空航天开发和小批量制造、汽车快速开发及轻量化、精准医疗、文化创意等领域。在材料制备、3D打印主流工艺与装备、关键零部件、控制软件及各领域工程应用等方面，初步形成创新链与产业链。去年，我国增材制造产业规模增速高于全球同期增速。我国已将3D打印应用于飞机起落架这类高负荷承力件；中国首枚火星探测器“天问一号”的运载火箭发动机上，安装了许多3D打印零件。作为一种短流程的制造技术，3D打印在抗击新冠肺炎疫情中也发挥了作用，如3D打印医疗方舱、护目镜、呼吸阀等。经过近40年发展，增材制造已经迈向“3D打印+”阶段。从开始的原型制造逐渐发展为直接制造、批量制造；从以形状控制为主要目标的模型模具制造，到形性兼具的结构功能一体化的部件组件制造；从微纳米尺度的功能元器件制造到数十米大小的民用建筑物打印… … 增材制造作为一项变革性技术，是先进制造的有力工具，是智能制造不可分割的重要组成部分。随着“3D打印+”的深入开展，增材制造、减材制造与等材制造将走向互融互通。不同制造技术各显其长，发挥合力，共同推动我国由制造大国向制造强国迈进。（作者为中国工程院院士、西安交通大学教授）

2014年4月，国家食品药品监督管理总局授予一种人工硬脑膜产品注册证，这标志着中国第一个生物3D打印产品正式开始应用，随着生物3D打印技术的发展，未来的医疗技术手段将充满想象空间。　　　　人的大脑头皮与头骨之间，有着一层薄薄的脑膜。如果要做脑部手术，就要先将这层薄膜切开一个口，手术后再用人体自身或其它动物的皮肤缝合。这样的程序扩大和延长了手术者的痛苦，而且有感染传染病的风险。而如今，用一种看上去像普通膏药一般的材料贴上去，就可简便快速地解决这一问题。　　　　获得产品注册证的人工硬脑膜产品名为“睿膜”，其研发单位首席技术官徐弢博士表示，该产品2011年已经在欧洲应用，迄今病例达一万多例。除此之外，一系列具有自主知识产权的核心平台技术和产品，包括个性化颅骨、无张力尿失禁悬吊带修复系统、骨盆底修复补片等新型人体组织再生修复产品，也相继在国内外完成或即将完成上市注册。　　　　业内专家介绍，3D打印技术最早是被用以制造工业零部件的3D模型。如果说3D打印技术已经是一门最新最热的高新技术，那么生物3D打印技术则像是皇冠上的明珠一样高新尖。生物3D打印技术是跨学科和领域的新型再生医学工程技术，其首先是通过计算机处理CAD数据模型，进行逐层累加材料的3D打印，加工细胞或者生物构造块等活性材料，以重建人体组织和器官等生物产品。　　　　目前，3Ｄ打印技术在医疗领域应用可分为三个层次，离人体越近的应用难度越大，离人体远一点的相对简单，比较容易实现。第一层是人体外应用。例如，利用３Ｄ打印机可将ＣＴ、ＭＲ的二维图像生成三维图像和模型，大夫分析病情时更直观，也能帮助他们术前分析和规划，降低手术风险。如果做Ｓ型的脊柱侧弯手术，可以利用３Ｄ打印机打印一个模型，分析问题能纠正到什么程度。３Ｄ打印技术应用于手术指导很早就有了，技术上比较成熟，产品审批也相对简单，因此靠市场自身推广作用就可以了。但软组织模型只能用于培训和手术预演，做手术要看具体情况。　　　　第二层离人体更近一步，是一些医疗辅助工具。例如，种植牙时为了种得比较准确，可以利用３Ｄ打印技术将患者的牙齿模型打印出来，先用计算机模拟种牙的位置、角度和深度，再打印出“导板”，有了“导板”牙齿就能非常准确地植进去。　　　　第三层，即植入人体内的组织、支架、骨骼和器官，这一层的应用就需要很高的技术含量，就目前来说距应用还有一定的距离。　　　　３Ｄ打印技术发展了几十年，３Ｄ打印的部分器官可能在已知科学范畴内没有问题，但生物技术领域有很多人类不掌握、没有探究到的信息。即使器官在体外功能正常，一旦植入体内，是否能运作、是否产生毒素以及有哪些副作用都不得而知。　　　　人体系统是不可想象的复杂，万不得已，不能用有限技术制成的器官去对接无限复杂的人体系统。生命是第一大事，也是３Ｄ生物打印发展的第一大困难。　　　　业内专家表示，如果３Ｄ打印技术是皇冠，那３Ｄ生物打印技术就是皇冠上的明珠，市场潜力巨大。二三十年后，３Ｄ打印器官技术真正成熟时，３Ｄ打印器官移植一定是高端消费，因为整个研发、细胞培养等一系列的成本非常高。等到实现规模化生产时，成本会有所降低。另外，要降低成本就一定要拿到原创性的核心技术，模仿没有出路。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3D打印技术与生物医用材料的结合，可以实现个性化治疗，降低医疗成本，减少对人体的伤害，必将引领医疗领域的革命潮流。以生物医用材料及细胞为新型离散材料，利用3D打印技术，组织器官紧缺的问题。因此，医用3D打印技术及材料在医疗领域具有巨大的临床需求和科学意义。本文主要从临床应用和打印材料两方面介绍了国内医用3D打印技术及材料的研究现状与水平。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 临床应用方面 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着医用3D打印技术与材料的发展，国内的有关临床应用也越来越成熟。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 西安第四军医大学采用金属3D打印技术打印出与患者锁骨和肩胛骨完全一致的钛合金植入假体，并通过手术成功将钛合金假体植入骨肿瘤患者体内，成为世界范围内肩胛带不定形骨重建的首次应用，标志着3D打印个体化金属骨骼修复技术的进一步成熟。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 北京工业大学开发的数字化医疗3D打印模板导向技术，在内蒙古自治区肿瘤医院微创介入中心，成功地为一名上颌窦癌患者实施了放射性粒子植入术，即组织间放疗，首次将3D打印技术用在肿瘤的放射性粒子植入术中，是临床治疗的一次新的突破。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 江西省人民医院应用3D打印技术制作出的导板，成功应用于无柄髋关节置换术中，并取得了最佳的定位效果。从脱位股骨头、扣上导航模板，到钻孔中心定位，仅仅用了5分钟，就成功实现了精准定位。按照常规定位方法，不仅要多花数倍时间，即使反复调整钻孔并经环锯削骨检验，也难免因偏心锯骨产生不同程度的骨缺损，影响关节安装的位置和强度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 浙江大学医学院采用立体喷射成型系统，以琥珀酸树脂为基本成型材料，制作下颌骨3D打印模型，根据下颌骨模型再制作术前预弯重建钛板。此钛板完全贴合于模型表面，省去了在术中弯制钛板的步骤，减少了手术时间，同时达到很好贴合效果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 打印材料方面 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3D打印制品结构表面的生物相容性和功能性不足，阻碍了3D打印技术和打印材料在生物医学领域的广泛应用。3D打印技术与传统的表面修饰技术相结合，可极大地增加和拓宽3D打印技术的应用，尤其在生物医用材料领域。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中国科学院上海陶瓷研究所将3D打印骨架和旋涂表面修饰结合，对骨架表面进行功能化修饰，结果显示MBG-β-TCP骨架具有了更高的成骨和骨再生基因表达，并改善了磷灰石的钙化及骨形成效率。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 南昌大学利用等离子体增强原子层沉积技术，以及水热处理3D打印复杂结构表面，制备出了均匀和有序的功能纳米阵列，此过程没有有毒添加剂或有毒物残留，从而满足了高纯度产品制造的要求。另外，该团队还实现了精确打印人工耳塞，并进行了动物实验和人体试验，实验结果显示，这种耳塞具有优异的耐磨性、隔音效果，以及抑制病原体的生长能力；实验也进一步表明精确3D打印构架结合表面功能化修饰技术在医疗设备中具有一定的应用发展潜力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 国家对生物医用3D打印技术及装备等方面也给予了大力支持，国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项已部署了多个相关项目，取得了国内首次实现高生物相容性材料钽材料3D个性化打印成型等进展。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d808cc47-dea1-4660-877f-a8cc1f6a2b86.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 450" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 就目前来看，生物医用3D打印技术方面的研究成果正如雨后春笋般不断涌现。医用3D打印材料，特别是在组织工程支架材料方面已经取得了诸多成就。然而，生物医用3D打印技术及其材料还是一个新兴的领域，各种研究仍处于初始阶段，要想真正实现临床上的应用还有很长的一段距离，还存在很大的挑战。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着3D打印技术在机械方面的快速发展，生物医用3D打印技术的发展也出现了很多的机遇。未来，可以利用3D打印技术打印出具有生物活性的人体器官，实现人造器官的临床应用，用于个性化治疗，降低治疗成本。将来也有望开发出更多的生物相容性和生物降解材料与3D打印技术相结合，以减轻因材料的不足而对人体产生的伤害。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " i span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 注：本文摘自 张梦月,雷瑾亮,赵政.医用3D打印技术及材料发展现状与趋势[J].科技中国,2020(03):21-24. /span /i /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/BMM/" target=" _self" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/e430bf9e-f1dd-4168-a53c-a2f653c23f54.jpg" title=" 1920_420.jpg" alt=" 1920_420.jpg" / /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 生物医用材料又称生物材料，是用于诊断、治疗、修复、替换人体组织及器官或增进其功能的一类高技术新材料，是人工器官和医疗器械发展的基础，多应用在骨科、心外科、齿科、神经外科、整形外科、药物释放载体治疗和医疗美容等医学分支领域。由于生物医用材料与人体健康密切相关，因此，对其化学结构组成、物理机械等性能，及其与人体接触时的生物相容性、安全性等指标进行分析检测和评估，具有非常重要的实际意义。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为促进全国各地高校、科研院所、企业等生物医用材料相关从业人员进行检测技术交流，仪器信息网网络讲堂将于2020年5月12日举办“生物医用材料检测技术应用与进展”主题网络研讨会，邀请领域内杰出专家和业内人士带来精彩报告，并为参会人员搭建网络互动平台。 span style=" text-decoration: underline color: rgb(255, 0, 0) " strong a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/BMM/" target=" _self" style=" text-decoration: underline " （点击报名在线听会） /a /strong /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4d505388-d466-4f3b-ab18-db11eb5bc07a.jpg" title=" 1.PNG" alt=" 1.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/3c46575f-4f7f-4472-818d-c205c3bc733a.jpg" title=" 2.PNG" alt=" 2.PNG" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 参会方式（手机电脑均可参会） /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/BMM/" target=" _self" style=" color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 1、点击进入报名页面。 /span /strong /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2、报名成功，通过审核后您将收到通知；态度敷衍乱填将不予审核。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3、会议当天您将收到短信提醒。点击短信链接，输入报名手机号，即可参会。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 扫一扫，也可报名 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/36291ea3-daec-49be-b586-fa298dcb5acd.jpg" title=" 3.PNG" alt=" 3.PNG" / /strong /p

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 第三十三届中国国际塑料橡胶工业展览会于2019年5月21日在中国广州中国进出口商品交易会展馆开幕。& quot CHINAPLAS 国际橡塑展& quot 伴随着中国塑料及橡胶行业成长逾30年，至今已发展成为亚洲最具规模之橡塑业展会，并对中国橡塑业的发展产生了积极的推动作用，并受到全球展览业协会(UFI)和欧洲塑料和橡胶工业机械制造商协会(EUROMAP)认可。本届展会的观众总人数高达163314人，海外观众人数达42005人，占观众总人数的25.72%。展会同期举行了多个行业的应用行业技术研讨会，包括汽车及轨道交通轻量化材料与应用技术研讨会、 第二届生物医疗3D打印发展高峰论坛、2019动力电池用隔膜与铝塑膜技术与应用论坛、汽车及轨道交通低VOCs材料与应用技术研讨会和2019光电显示类光学膜及相关原材料技术与应用论坛等。 /p p 　　 strong 第二届生物医疗3D打印发展高峰论坛 /strong 于5月23日上午在中国进出口商品交易会展馆B区B层8号南厅顺利召开。本次论坛由上海市增材制造协会和雅式展览服务有限公司主办，由商务部投促局智能制造产业国际合作委员会作指导单位，世界先进制造协会作协办单位，上海交通大学医学3D打印创新研究中心、广东省增材制造协会、广东省3D打印产业技术创新联盟、香港三维打印协会、香港城市大学、上海黒焰医疗科技有限公司和瓦克化学(中国)有限公司作支持单位。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 399" title=" IMG_1736_副本.jpg" style=" width: 600px height: 399px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" IMG_1736_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/1a3cc28f-047a-4496-8dc1-dc1ac54d01bf.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　3D打印技术在推动精准手术和个性化医学方面扮演着很重要的角色，生物医学更被认为是3D打印行业应用最具发展前景的领域之一，受到骨科、口腔、康复等领域的医学专家、科研人员、企业关注。为加快推进3D打印技术在生物医疗领域的普及与应用，本次论坛邀请到了科研机构、高校、医疗机构与企业就医学3D打印技术和新材料的产业政策导向、最新技术发展与路径、行业发展与应用现状、商业模式创新等议题开展了深入探讨。 /p p 　　上海交通大学附属第九人民医院3D打印中心常务副主任姜闻博主持了本次会议。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 299" title=" 姜闻博.jpg" style=" width: 400px height: 299px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 姜闻博.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/c229c117-c4ca-465c-aac4-6451235a8df5.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p style=" text-align: center " 上海交通大学姜闻博 /p p 　　华南理工大学教授、广东省增材制造协会会长杨永强作“3D打印改变未来”报告。杨永强首先介绍了国家增材制造产业发展推进计划和广东省重点领域研发计划重大科技专项，说明了国家对增材制造产业的大力支持。接着，杨永强隆重介绍了华南理工大学自主研发的激光选区熔化快速成型机。杨永强阐述了3D打印技术在航空航天、模具、汽车、珠宝和首饰、消费和电子与医疗等多个领域的重要应用价值。最后，杨永强详细介绍了华南理工大学的精密金属3D打印医学应用研究，其中包含了口腔医学、个性化膝关节假体和骨科等多个项目。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 杨永强.jpg" style=" width: 400px height: 300px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 杨永强.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/68065724-365f-4ff3-9438-ef0e4f09f70a.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p style=" text-align: center " 华南理工大学杨永强 /p p 　　法国国家技术科学院院士、香港城市大学副校长吕坚作“2-3-4D打印及在医疗领域的应用展望”报告，报告展示了其课题组发表在世界顶级杂志Nature、Science、Nature Materials、Advanced Materials的重量级研究成果。吕坚的研究工作致力于追求三个基本目标：最好的、独一无二的、颠覆性的。由此出发，吕坚发表了有关超纳材料的大量有重要价值的研究成果。其在Science Adcances上发表的“弹性体衍生的折纸陶瓷和4D打印陶瓷”成果，以其新颖性和易懂性被多家媒体争相报道。吕坚还在现场以动画的形式生动地展现了陶瓷的4D打印过程。 通过3/4D打印可以制备复杂形状的陶瓷或陶瓷/金属结构，该技术可以制备复杂形状陶瓷材料及生物材料，在航空航天及轻型防弹等需要制备复杂形状高温材料领域有广泛的应用前景。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 299" title=" 吕坚.jpg" style=" width: 400px height: 299px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 吕坚.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/c422e939-1d70-4b10-b576-809b2ca7e471.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p style=" text-align: center " 法国国家技术科学院院士吕坚 /p p 　　南方医科大学教授黄文华作“医学3D打印研究平台的建设及应用”报告，介绍了四个国家重点学科研究方向的研究情况，包含了临床应用解剖学、医学生物力学、数字医学和生物材料与组织工程。会上黄文华展示了3D打印在断指手术、个体化矫形器和整形烧伤等领域的应用，通过大量的阶段性成果证实了医学3D打印研究平台的建设的必要性和应用的可行性。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 299" title=" 黄文华.jpg" style=" width: 400px height: 299px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 黄文华.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/8d43aa2b-dcf8-4186-8248-24d59dd5d91a.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p style=" text-align: center " 南方医科大学黄文华 /p p 　　上海黑焰医疗科技有限公司总经理陆益栋作“黑焰医疗推动医学3D打印技术临床应用实践”报告，主要介绍了黒焰医疗的数字化一站式个性化医疗解决方案，主要包含云服务平台、3D打印需求分析及打印实现和研究与临床应用。云服务平台包括打印数据收集、分析、再应用 数字化医疗三维建模软件 打印机、打印材料的支持。3D打印需求分析及打印实现包含临床应用需求沟通分析、基于云平台的三维建模和3D打印成品。研究与临床应用包含术前模拟、手术导板、定制假体、实验药筛、康复辅具和生物打印。陆益栋还介绍了个性化定制辅具、矫形器和个性化定制功能鞋垫的设计制造流程。陆益栋展示了延伸个性化定制的产品——可以由肌电信号控制的3D打印假肢。在应用方面，3D打印技术还可用于打印骨硬质材料支架、皮肤组织、水凝胶耳朵等。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 陆益栋.jpg" style=" width: 400px height: 300px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 陆益栋.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/92f00cd3-1e0b-415b-bd61-5d96d6deae6b.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p style=" text-align: center " 上海黑焰医疗科技有限公司陆益栋 /p p 　　GE增材制造华南区销售总监刘致平作“GE Additive助力增材制造在骨科的应用发展”报告，介绍了增材制造革新了骨科植入制造技术，推动批量化生产和个性化定制，以及GE Additive的产品和服务。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 刘致平.jpg" style=" width: 400px height: 300px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 刘致平.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/1708639e-c2b0-4cfb-94a2-426605b7d58f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p style=" text-align: center " GE增材制造刘致平 /p p 　　南方医科大学康复学院院长黄国志作“云计算智能3D打印的理念在康复医学中的应用与实践”报告，从3D打印技术谈到3D打印技术在康复辅助器具(矫形器)中的应用，最后说明了云计算智能3D打印平台建设的意义。黄国志认为康复辅助器具市场需求巨大，但人才相对匮乏。3D打印云平台的建设，可以将3D打印矫形器可将从原来的装配/制作难度提前至网上设计阶段，真正解放假肢矫形治疗师 缓解目前国内康复假肢矫形专业人才匮乏问题 实现远程3D打印的可能 可以真正将假肢矫形技术沉入到基层 基层投入少、场地要求低：3D扫描仪即可开展假肢矫形业务。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 300" title=" 黄国志.jpg" style=" width: 400px height: 300px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 黄国志.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/7a76a75d-a1d4-4ce4-8b96-9f531cf14968.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / 　　 /p p style=" text-align: center " 南方医科大学黄国志 /p p 　　中山大学第一附属医院关节外科邬培慧作“THA臼杯定位系统的研制与应用”报告，报告中通过大量病例，强调臼杯位置合理重建的重要意义，阐述了“术前规划+3D打印+术中定位”进行量化定位手术的思路：以数据展示术前规划的合理，术中准确对接定位，以此减少假体位置不良的并发症。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 299" title=" 邬培慧.jpg" style=" width: 400px height: 299px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 邬培慧.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/367fcb0d-3398-42de-94d1-916dec14f938.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　中山大学第一附属医院关节外科邬培慧 /p p 　　广州医科大学附属顺德医院手足整形外科副主任何藻鹏作“基于3D打印的四肢远端关节内骨折高成功率内固定手术”报告，通过大量模型介绍了医学3D打印应用。在辅助工具方面，涉及模型、支具、手术导板和义肢等。在植入物方面，涉及关节假体、人工椎体、颌面修补材料和可吸收材料等。生物打印可用于组织工程骨、人造皮肤和生物器官等。何藻鹏通过模型介绍了3D打印在骨折固定手术中的应用。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 299" title=" 何藻鹏.jpg" style=" width: 400px height: 299px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 何藻鹏.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/c7369cc6-9a73-4fb1-83fe-e6f1429a3ec6.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 广州医科大学附属顺德医院手足整形外科副主任何藻鹏 /p p 　　瓦克化学(中国)有限公司商务发展经理张崇峰作“瓦克化学ACEO有机硅3D打印创新性解决方案”报告。ACEO使用单液滴计量喷出的方法实现了有机硅的3D打印，具有非接触、设计自由、支撑材料可同时打印、可实现镂空和悬挂等架构、高准确度、无气泡等特点。张崇峰展示了瓦克化学在航空航天、汽车运输、医疗、设备器械、电子与光学和日用消费品等领域大量的产品。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 299" title=" 张崇峰.jpg" style=" width: 400px height: 299px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 张崇峰.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/1e393dd4-874b-4bab-bf49-ed9e7e56048f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 瓦克化学(中国)有限公司商务发展经理张崇峰 /p p 　　报告结束后，围绕“3D打印医学应用是推广不够还是已经过度炒作，如何健康发展”，进行了高端对话环节。中科院广州电子技术研究所所长、广东省3D打印产业创新联盟理事长李耀棠主持了该环节。上海黑焰医疗科技有限公司总经理陆益栋、美国3D Systems售前与产品管理经理邓瀚诚、香港三维打印协会副会长胡启明、深圳魔方科技有限公司事业部总经理周建林、亚马逊中国区招商和卖家业务拓展总监杨大志与瑞士欧瑞康增材制造事业部中国区业务发展总监马骏参与了此次高端对话。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 399" title=" IMG_2123_副本.jpg" style=" width: 600px height: 399px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" IMG_2123_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/8c9c4f83-6846-4020-8131-90cd357a340c.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 高端对话环节 /p p & nbsp /p

人造器官再现奇迹科学家打印出会跳动的心近期，美国卡耐基梅隆大学（CMU）的研究人员找到了解决方案。他们开发了一种叫做Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels（FRESH）技术，以胶原蛋白为生物墨水，3D生物打印了人类心脏的功能性部件（血管、瓣膜和心室搏动），并实现了前所未有的分辨率和保真度。相关研究结果发表在《Science》杂志上。在最新的研究中，Feinberg实验室开发的FRESH 3D生物打印方法允许胶原蛋白在支持凝胶中逐层沉积，使胶原蛋白有机会在从支持凝胶中取出之前固化。使用FRESH技术，打印完成后，通过将凝胶从室温加热至体温，即可将支持凝胶融化。这样，研究人员就可以在不破坏胶原蛋白或细胞打印结构的前提下移除支持凝胶。▲卡内基梅隆大学研究人员开发出一种3D生物打印胶原蛋白技术，可以制造人体心脏的全功能成分。（ 图片来源：CMU ）FRESH这种方法对于3D生物打印领域来说是非常令人兴奋的，因为它允许胶原支架打印大尺寸的人体器官。而且它不限于胶原蛋白，纤维蛋白、藻酸盐、透明质酸等多种软性生物材料均可作为生物墨水。通过FRESH技术进行3D生物打印，为组织工程提供了一个强大且适应性强的平台。更重要的是，研究人员还做了开源设计，这样任何人都可以构建并获得低成本、高性能的3D生物打印机。Feinberg表示，近期会进行例如因心脏病或肝脏受损而丧失功能的心脏修补工作。展望未来，从伤口修复到器官生物工程，FRESH在再生医学的许多方面都会有所应用。目前仍然存在的挑战是打印大型组织需要数十亿的细胞，如何实现制造规模以及遵循监管程序，以便能在动物和人类中进行测试。尽管任重道远，但我们距离实现3D生物打印全尺寸人类心脏的梦想又近了一步。您的首选3D打印技术综合解决方案供应商CELLINK在这领域中所扮演的角色使用FRESH 3D生物打印实现更复杂的几何形状FRESH 已迅速成为许多组织工程师首选的生物打印平台。FRESH 能够以更高的分辨率使用任何软凝胶生物材料进行生物打印，而不受几何复杂性的限制。FRESH 可以集成到标准生物打印工作流程中，并在 BIO X™ 等挤压式生物打印机上实现。FRESH 彻底改变了生物打印，使研究人员能够应对复杂组织结构和功能的紧迫挑战。例如，FRESH 消除了特定墨水打印优化这种繁琐的任务，让研究人员可以更专注于生物打印真正的 3D 支架和组织。在 BIO X™ 上进行 FRESH 3D 生物打印非常简单，只需将准备好的 LifeSupport™ 盘放在打印平台上，然后将打印针放入盘的中心即可开始制造复杂的几何形状。探索一些最有潜力的潜在研究方向：第一：类组织的复杂打印第二：形成血管化组织第三：多材料生物打印通过将 BIO X™ 生物打印机与 FRESH 相结合，研究人员可以迈入以往梦寐以求的打印复杂性和功能新领域。

贝克曼库尔特公司是库尔特颗粒计数仪技术原理的发明者，也一直是全球拥有颗粒计数技术最顶尖的公司。一直以来，由于外界同行的仿造以致于在中国市场形成了&ldquo 不知道&rdquo 库尔特是谁的现象。其实，在国外一提到&ldquo 库尔特计数仪&rdquo 则是无人不知、无人不晓----Coulter Counter。&ldquo 库尔特&rdquo 既是伟大的发明者，也是计数仪的别称，更是&ldquo 贝克曼库尔特所生产的&rdquo &ldquo 库尔特仪&rdquo 的特指。 藉此次邯郸市政府牵头的&ldquo 北方打印耗材技术峰会暨展览会&rdquo 之机，贝克曼库尔特公司与国内来自南方、北方的耗材生产企业的专业人士进行了深入的交流，让各方对库尔特计数仪有了更进一步的了解，更提升了贝克曼库尔特在打印机耗材分析领域的专业形象和不可替代的地位。 作为分析行业标杆性的公司，贝克曼库尔特将一如既往的为广大打印机耗材客户提供高素质的分析仪器和顶尖的技术与服务。 &ldquo 珠海REMAX 2009亚太展&rdquo 将于2009年10月14-16日在珠海举行，贝克曼库尔特公司展位号为 B166, 欢迎打印机耗材（碳粉、墨水等）客户前来参观交流。

随着3D打印在全球升温，并成为制造业发展的大势所趋，北京市也在技术创新行动计划中将其列为重大专项中的一大重点领域。北京商报记者昨日获悉，北京市政府将在未来五年直接组织推进3D打印产业集群式发展，并支持整合3D打印上下游资源，统筹全产业链协同发展，引导3D打印产业从制造业向服务业发展。 　　昨日，北京市科委主任闫傲霜在向市十四届人大常委会进行首都科技创新体系建设情况的报告时透露，北京市今年将制定实施“技术创新行动计划(2013-2017)”，目前已初步确定信息技术及应用、生物医药与医疗健康、轨道交通科技创新、重点新材料先导工程、能源与环保、高端装备、现代农业和科技服务业八个重大专项。 　　其中，高端装备产业在北京已具备基础和优势，而3D打印、智能机器人等未来制造业发展热点的纳入，给北京的高端装备制造业带来了新的挑战与机遇。 　　同样在昨日举行的2013年世界3D打印技术产业大会透露，预计三年左右，中国国内3D打印产值可能达到百亿元。中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示，3D打印技术要产业化发展，关键在市场和应用。实际上，北京也意识到要扣住市场需求，3D打印的创意设计和应用格外关键。上述行动计划中特别提出，将引导3D打印产业从制造业向服务业发展，创新商业模式，开发培育新的需求，开拓形成新的市场。

生物打印技术是利用三维打印技术解决医学问题，能在器官或组织发育过程中，在空间上精确地排列细胞、蛋白质、基因、药物和其他生物活性物质。这一技术是医学领域具有革命意义的重大突破，已经受到全世界科学家和普通大众的广泛关注。　　生物打印技术：应用潜力巨大的医学革命　　生物打印技术通过软件分层离散和数控成型的方法成型生物材料，其主要利用的技术包括三维生物喷墨、纤维挤压成型和激光辅助细胞打印。这一技术的出现预示着一场医学新革命或将来临，人类的医疗史将被改写。　　该技术在医学领域具有广泛的应用前景。目前，已被用于制造个性化生物医药材料、药物检测和筛选、癌症或其他多种疾病研究等。而利用生物打印技术制造器官或组织更是开创了器官移植的新纪元，为人类健康带来了福音。利用生物打印技术制造生物器官的研究目前方兴未艾，但随着这一技术的发展，移植器官资源紧缺的问题将得到有效缓解，器官移植的成本也将大幅降低。此外，利用生物打印制造的器官进行移植可以有效减少机体排异反应的产生，可有效提高移植成功率。　　目前，利用生物打印技术制造生物组织和器官的方法有两种，分别是制造具有血管的生物组织和器官的体外打印技术，以及用于直接在病变部位进行组织再生的体内打印技术。　　体外生物打印：能造有血管的组织和器官　　利用体外生物打印技术制造完整且具有生物活性的器官，虽然具有广泛的应用前景，但这一技术仍存在很多困难。很多生物学、生物打印技术、生物打印材料、生物打印后续成熟过程等多个方面均存在诸多技术限制。所以科学家首先把研究重点放到利用生物打印技术制造生物组织方面。　　体外打印生物组织是非常尖端而又精密复杂的过程，需要对多层细胞进行分级排列，并在组织内生成血管网络系统。科学家利用体外生物打印技术已制造出多种生物组织，其中人工打印的气管、下颌和软骨组织已成功用于临床治疗。但在制造心脏、胰腺或者肝脏等具较高氧气消耗速率的组织时遇到了困难。其最主要的问题是如何将上述器官血管脉络中的动脉、静脉与毛细血管整合起来。因为在亚微米程度上打印毛细血管非常困难。科学家通过首先打印大血管，再由大血管自然地产生毛细血管的方法实现了毛细血管的打印。另外，科学家也已成功打印出连接血管和相邻毛细血管的通道，完成了血管重塑。　　生物打印材料和其打印后的成长过程，对于体外打印生物组织也至关重要。生物打印的材料能够影响生物组织的生化(如生长因子、粘合因子和信号蛋白)和物理学特征(如细胞外基质的机械强度和结构稳定性等)，进而影响细胞生存、分裂和分化的环境。生物打印材料必须具有很高的机械强度和结构稳定性，并且不能在生物打印之后溶解 能使干细胞分化成组织特异的细胞系并避免器官移植后产生免疫反应。同时，生物墨水必须能快速固化成型，且价格低廉、材料丰富。目前，很多天然的或人工合成的生物墨水已经被用于打印制造生物组织。生物打印的后续过程中的机械和化学刺激对组织的生长和发育也有重要影响。　　体内生物打印：在病变部位直接再生组织　　体内生物打印主要利用生物喷墨打印技术，能在病变部位直接重新长出组织和器官，并能够整合到原有组织上。利用这一技术制作的皮肤细胞能够有效地治疗烧伤，并将在战场上和灾区救治伤员发挥巨大作用。　　体内打印技术对于在病变的部位直接进行组织再生非常有效。这项技术在临床应用中有许多优点。首先，在病变部位直接打印生物组织不需要根据病变部位的几何性状提前制作塑形模具，进而可以减少污染并提高细胞活性。第二，在制造某些具有特殊功能的生物组织时，体内打印可在体内直接打印干细胞，随后可分化出人类所需要的细胞类型。第三，体内打印能够在体内缺陷部位精确地排列细胞、基因和其他生物活性物质，而不会发生变形。同时体内打印技术可对组织进行进行精细控制，如在不同的细胞层打印不同的细胞因子。第四，体内打印技术能够在形状不规则的病变部位精确地制造组织和器官，直接进行组织再生。第五，体内打印技术利用自动打印机能够在体内不平整的的病变部位进行多角度的生物打印。　　因为具有诸多优点，体内生物打印技术将被广泛应用于医学领域，但这仍然需要大量的探索和实践。

p 　　中国3D打印产业已经发展二十年左右，如今已然成为国内各大企业争相投资的热点，并被多家媒体和业界人士标榜为“第三次工业革命”的领头羊。然而“盛名之下，其实难副”，在3D产业发展如火如荼的今天，中国3D打印产业仍处于产业发展的初始阶段。虽然潜力巨大，但市场规模仍然较小，在商业模式、产品耗材、与传统工业结合等多个方面，都有待进一步探索。 /p p 　　目前，国内的3D打印主要集中在家电及电子消费品、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具、航空航天等领域。2012年中国3D打印机市场规模达到1.61亿美元，至2016年，中国3D打印产业规模达到11.87亿美元(约80亿元人民币)，复合增长率为49%。 /p p style=" text-align: center " 　　图表1：2012-2017年中国及全球3D打印产业规模分析(单位：亿美元，%) /p center img alt=" 中国3D打印行业发展前景预测 2023年市场规模将破百亿美元" src=" http://editerupload.eepw.com.cn/201805/87391527031830.jpg" height=" 347" width=" 517" / /center p 　　目前中国3D打印技术发展面临诸多挑战，总体处于新兴技术的产业化初级阶段，未来3D打印技术最有可能在美国和中国率先大规模产业化。3D打印技术产业发展已经上升为美国的国家战略。中国虽然至今还没有出台国家战略，但主管部门在积极制定相关产业扶持政策，科技部已经将3D打印技术纳入国家863计划。 /p p style=" text-align: center " 　　图表2：中国3D打印处于初级阶段的主要表现 /p center img alt=" 中国3D打印行业发展前景预测 2023年市场规模将破百亿美元" src=" http://editerupload.eepw.com.cn/201805/50401527031831.jpg" height=" 283" width=" 457" / /center p 　　 strong 2017年中国3D打印行业应用情况 /strong /p p 　　3D打印应用的领域广泛，3D打印在下游应用行业和具体用途领域的分布反映了这一技术具有的优势和特点，同时也反映了这一技术的局限和在发展过程中尚需完善的地方。 /p p 　　目前，随着国内对于3D打印技术的相应成熟，在生物医药行业、航空航天行业、机械设备行业、汽车行业等行业的许多应用领域的对于3D打印的需求较高，就目前而言，从国内3D打印行业行业的下游应用情况来看，3D打印设备主要在消费品/电子、医疗、工业设备、汽车领域、航天航空等行业应用的比较广泛。 /p p style=" text-align: center " 　　图表3：2016年我国3D打印行业下游应用情况(单位：%) /p center img alt=" 中国3D打印行业发展前景预测 2023年市场规模将破百亿美元" src=" http://editerupload.eepw.com.cn/201805/84721527031831.jpg" height=" 300" width=" 420" / /center p 　 strong 　2020年中国3D打印发展前景预测 /strong /p p 　　我国对3D打印的政策支持突出：《国家增材制造发展推进计划(2015-2016年)》重点提出形成2-3家具有较强国际竞争力的增材制造企业，建立 5-6家增材制造技术创新中心，完善扶持政策，形成较为完善的产业标准体系。鉴于产业政策与财政政策的支持，初步预计，2018年我国3D打印市场规模可达到22.5亿美元，2022年达到80亿美元左右。 /p p style=" text-align: center " 　　图表4：2017-2023年中国3D打印市场规模预测图(单位：亿美元) /p center img alt=" 中国3D打印行业发展前景预测 2023年市场规模将破百亿美元" src=" http://editerupload.eepw.com.cn/201805/22941527031831.jpg" height=" 301" width=" 445" / /center p 　　 strong 综合3D打印产业的技术特点和发展现状，我们认为未来行业发展存在以下趋势特点： /strong /p p 　　1、3D打印个人消费保持高速增长 /p p 　　随着“个人制造”的兴起，在个人消费领域，3D打印行业预计仍会保持相对较高的增速。有助于拉动个人使用的桌面3D打印设备的需求 同时也会促进上游打印材料(主要以光敏树脂和塑料为主)的消费。 /p p 　　2、3D打印金属材料应用程度不断加深 /p p 　　在工业消费领域，由于3D打印金属材料的不断发展，以及金属本身在工业制造中的广泛应用。前瞻预计，以激光金属烧结为主要成型技术的3D打印设备，将会在未来工业领域的应用中，获得相对较快的发展。中短期内，这一领域的应用仍会集中在产品设计和工具制造环节。 /p p 　　3、产业链上的专业分工会进一步深化 /p p 　　现阶段，主要的3D打印企业一般以材料供应，设备制造和打印服务的综合形式存在。这是由产业发展初期技术推广和市场规模的限制所致。长期来看，产业链的各环节会产生专业化的分离：专业材料供应商和打印企业会出现，产品设计服务会独立或向下游消费企业转移。3D打印有望转化为一个真正意义上的工具平台。 /p p 　　4、国内3D打印市场前景广阔 /p p 　　国内3D打印技术的推广与应用尚在起步阶段，无论是工业应用，还是个人消费领域都存在广阔的发展前景。对于工业领域而言，国内在激光熔覆方面的技术具有一定优势，这有助于在以激光烧结为成型技术的3D打印设备制造和打印服务领域进行发展。对于个人消费领域，应用的推广速度取决于对于3D打印这一技术认知的提高，以及相关辅助平台，如软件设计，制作文件库的发展。 /p p 　　综合上述特点趋势，从行业发展的角度来看，整个3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间。就未来的长期的需求增长而言，前瞻产业研究院相对看好上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业。就前者而言，在通用化的技术标准不断推广的基础上，专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。从个人消费到工业制造，无论是哪个领域引来快速增长，对于耗材的需求都必不可少。 /p

微流控(Microfluidics)，是一种精确控制和操控微尺度流体，又称其为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术，是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。由于微米级的结构，流体在微流控芯片中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能，因此发展出独特的分析产生的性能。同时还有着体积轻巧、使用样品及试剂量少、能耗低，且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点。 目前最普遍的微流控加工方式是基于SU-8光刻和PDMS翻模键合，首先采用SU-8光刻胶和常规光刻技术在硅基基底表面加工出具有微米精度、高深宽比的模具，然后将PDMS前体及其交联剂混合溶液浇注在此模具表面。经过升温固化处理、模具分离，制备出结构互补的弹性PDMS微流控结构芯片。该PDMS微流控结构芯片与玻璃基片经过一步可逆键合步骤，最终形成封装的微流控芯片。 PDMS的优点有：透光度高、荧光低；惰性好、生物兼容；易加工、成本低；防水透气、疏水；但是也有其缺点： (1)PDMS是热弹性聚合物材料，该类材料不适合于工业级注塑、封装工艺。手工加工的PDMS微流控芯片可靠性差； (2)PDMS微流控芯片批量加工成本高昂。随着3D打印技术的发展，采用3D打印制造微流控芯片越来越可行与方便。采用3D打印技术，可以显著简化微流控芯片的加工过程，在打印材料的选择上也非常灵活。3D打印微流控芯片有5个趋势，其一、从二维面芯片过渡到三维体芯片；其二、直接打印凝胶材质的微流控芯片；其三、针对微流控需要的3D打印工艺将会开发得到更多的重视；其四、基于打印工艺直接集成传感器及制动器到微流控芯片中；其五、基于3D打印的微流控芯片模块化组装，构成便携式POC系统。之前由于一些3D打印技术存在精度不够高，大部分在50~100μm精度，打印出来的通道不够小，打印通道的横截面粗糙，微通道透明度低等缺点，不适合用于微流体实验。制造体积更小、使用试剂量更少的微流控芯片的关键是需要一种具有非常高的打印分辨率的高精度3D打印机。深圳摩方以其专有的ProjectionMicro-Stereolithography（PμSL）工艺，是可以提供2 μm超高精度光固化3D打印技术解决方案的科技型企业，同时也开发了10μm和25μm高精度精度3D打印系统，支持打印高精度树脂、高强度树脂、耐高温树脂、柔性树脂、水凝胶、透明树脂、生物医疗树脂、韧性树脂和复合材料树脂。PμSL超高精度3D打印微通道极限加工能力测试PμSL超高精度3D打印微流控应用案例：岩心微流体阿联酋Khalifa University的T.J. Zhang教授和Hongxia Li博士，在知名期刊《Soft Matter》发表了一篇高质量文章“Imaging andCharacterizing Fluid Invasion in Micro-3D Printed PorousDevices with VariableSurface Wettability” 。研究人员在实验过程中使用微纳 3D打印设备，该设备具有2μm分辨率，50mm*50mm的加工幅面，加工微流控器件。这台设备来自深圳摩方材料公司，型号为nanoArch S130。基于微纳3D打印的微流控器件，结合多相流成像技术，研究微尺度多孔介质中的多相流动。 多孔微流控器件制造的工作流程如图（a）所示，第一步是对薄片图像或微CT扫描图像进行处理（红色部分），然后从处理后的图像中，选择一个区域并将其嵌入微模型设计中（蓝色部分），构建三维立体模型。第二步是使用切片软件将三维模型切成一系列图片，最后是通过2μm精度的微立体光固化3D打印机打印出微流控器件；（b）同一岩石模型在2μm和10μm两种不同打印精度下打印出的表面形貌；（c）打印的岩石模型（打印精度2μm）与微CT扫描图像（扫描精度8μm）的对比； 多孔介质中的流体渗透广泛存在于许多应用中，例如油气开采、二氧化碳封存，水处理等。流体渗透的动态过程会受到液体表面张力，多孔介质的表面润湿性，空隙拓扑结构以及其他参数的影响。在这项工作中，研究人员使用2μm精度的微立体光固化3D打印机打印出具有相似复杂孔喉特征的微模型。该模型的内部空隙结构来自于天然多孔介质（例如岩石）的薄片图像或微CT扫描图像。将不同的流体注入表面改性后的微模型中，我们可以借助于模型的高透明性直接在光学显微镜下观察和研究了在各种表面润湿性条件下的动态流体渗透行为。此外，我们还结合光学成像和数值模拟，系统地分析了残留液体分布，并揭示了四种不同类型的残留机制。 这项工作提供了一种新颖的方法，通过结合微尺度3D打印和多相流成像技术来研究多孔介质中的微尺度下的多相流动。 PμSL超高精度3D打印微流控应用案例：微型尖锐结构在声场激励下实现声流体芯片上非接触、损伤细胞搬运及三维旋转操作 北京航空航天大学机械工程及自动化学院的冯林教授课题组学生宋斌博士在国际期刊《Biomicrofluidics》发表了一篇高质量文章“On-chiprotational manipulation of microbeads and oocytes using acoustic microstreaminggenerated by oscillating asymmetrical microstructures”。研究人员在实验过程中使用了深圳摩方材料科技有限公司微尺度3D打印设备S140，该设备具有10um精度的分辨率，94*52*45mm大小的三维加工尺寸。基于该设备加工了尖锐侧边和尖锐底面微结构，通过PDMS二次倒模并与玻璃基底键合形成声流体芯片。该声流体芯片通过声波激励压电换能器振动，从而带动芯片内微结构振动在其周围产生局部微声流，最终实现卵细胞的三维旋转。该研究在细胞三维观测、细胞分析及细胞微手术方面有重大研究意义。 声流体芯片制备工艺如上图所示，先通过深圳摩方（BMF）10μm精度的微立体光固化3D打印机S140打印出微米级别的尖锐侧边和尖锐底面微结构(最小尖端20°)，再倒模出纯PDMS模具，然后经表面处理之后二次倒模获得的PDMS尖锐侧边和尖锐底面微结构。最后把PDMS二次倒模的结构与玻璃基底键合形成声流体芯片。 本研究声流体芯片的实验操作系统如上图a所示，主要观测系统和驱动系统两部分组成。上图b展示了声流体芯片的概念图，由受正弦信号激励的压电换能器振动，带动尖锐侧边和尖锐底面微结构振动，从而在相应的微结构周围产生微漩涡（如上图c所示）。在由微漩涡产生的扭矩作用下，最终实现了细胞的三维旋转。对应的微流道及微结构尺寸如上图d-f所示。 细胞三维旋转作为一项基本的细胞微手术技术，在单细胞分析等领域有着重大科学意义和工程意义。本文提出了一种基于声波驱动微结构振动诱产生微声流以实现细胞搬运及三维旋转的简单有效的方法。细胞旋转的方向和转速均可以通过施加不同频率和电压来实现。本研究以单细胞为操作对象，以微流控芯片为手段，以高通量全自动化多功能微操作为目标，为促进我国在微操作技术领域的发展以及生物医学工程交叉学科的革新，进一步为加强我国微纳制造水平提供系统性方法。 深圳摩方PμSL技术在超高精度、高效率加工方面有突出的优势，同时这一3D打印技术已被工业界和学术界广泛应用于复杂三维微流控芯片和微通道器件加工，在多个知名刊物发表成果。

研究人员开发了一种不含金属的果冻状材料，它像生物组织一样柔软而坚韧，同时可以像传统金属一样导电。图片来源：美国麻省理工学院据最新一期《自然材料》杂志报道，美国麻省理工学院领导的国际团队开发出一种不含金属的、类似果冻的材料，它像生物组织一样柔软和坚韧，同时可像传统金属一样导电。这种材料可制成打印墨水，有朝一日或成为功能性凝胶基电极，且具有生物组织的外观和手感。研究人员表示，胶状电极有可能取代金属来刺激神经，并与心脏、大脑和身体其他器官连接。研究人员希望导电聚合物和水凝胶的结合将产生一种灵活的、生物相容的和导电的凝胶。但到目前为止制造的材料要么太脆弱，要么电气性能很差。为了分别保持导电聚合物和水凝胶的电气和机械强度，这两种成分应该以一种略有排斥的方式混合，这种状态被称为相分离。在这种略微分离的状态下，每种成分都可将各自的聚合物连接起来，形成细长的微观链，同时也可以作为一个整体混合。研究人员将其称为具有电气和机械性能的“意大利面”。其中“电气意大利面”是一种导电聚合物，可通过材料传递电流；而“机械意大利面”就是水凝胶，可传递机械力，而且由于它也是连续的，所以很坚韧有弹性。研究人员调整了配方，将“意大利面”煮成墨水，通过3D打印机输入，并打印到纯水凝胶薄膜上，图案类似于传统的金属电极。研究人员将打印的果冻状电极植入大鼠的心脏、坐骨神经和脊髓。在动物身上测试了长达两个月后这些设备始终保持稳定，几乎没有导致周围组织产生炎症或疤痕。电极还能够将来自心脏的电脉冲传递给外部监测器，并将微小脉冲传递到坐骨神经和脊髓，进而刺激相关肌肉和四肢的运动。研究人员设想，未来这种新材料能应用于心脏手术患者的恢复，可用作器官和长期植入物（包括起搏器和深部脑刺激器）之间的软电子接口。

一、 概述在金属3D打印技术中，粉末材料作为“基石”，很大程度上决定了最终打印成品的质量和性能。金属3D打印技术的未来发展，也与材料本身的性能密切相关，包括材料的粒径、孔隙率、密度、流动性等。金属3D打印大多采用选择性激光烧结（SLS）与选择性激光熔化（SLM）技术，打印过程中均涉及铺粉这一关键步骤，要求形成均匀的粉层，因此需要考察金属粉末的成堆状态和流动性能，这也将影响最终烧结成件的表面粗糙度和抗拉强度等关键性能指标。二、 材料性能评价按照最新国标GB/T 39251-2020《增材制造 金属粉末性能表征方法》的要求，3D打印用金属粉末的粒径、孔隙率、有效密度、振实密度和流动性等特性都需要进行检测。因此，选择最合适的表征方法确定相关参数，并建立金属粉末原料的数据库尤为重要，可为材料研发和生产环节提供指导。金属粉末由于其固有属性，通常粒径较小、孔隙率较低、流动性较好，对表征方法的灵敏度和适用性都提出了一定的要求。本文将针对上述3D打印用金属粉末的关键参数表征技术进行介绍。1. 亚筛分法测量金属颗粒粒径测试原理：利用双压力传感器测量空气通过床层前后的压力变化，通过改变样品高度和孔隙率，同时控制一定流速通过颗粒床层，使用Kozeny-Carman方程确定特征表面积SSA和平均粒径。应用领域：符合ASTM B330-12标准，用于测量金属粉末以及相关化合物的粒径。全自动亚筛分粒径分析仪MIC SAS II（点击图片了解仪器详情）2. 压汞法计算孔隙率测试原理：在精确控制的压力下将汞压入材料的多孔结构中，通过测量不同外压下进入孔隙中汞的量，就可知道相应孔体积的大小。应用领域：孔隙率会显著减低材料的抗压强度与疲劳性能，无法满足材料的正常使用需求。压汞法可用于计算多孔材料或打印产品的总孔体积、孔径分布和孔隙率等参数。AutoPore V系列高性能全自动压汞仪（点击图片了解仪器详情）3. 气体置换法获得有效密度测试原理：使用气体置换法，常用惰性气体如氦气或氮气作为置换介质取代材料的孔隙体积，根据理想气体定律PV=nRT确定样品体积，并结合样品质量算得骨架密度，即有效密度。应用优势：气体置换法测密度比液体浸透法更准确，重复性更好；可测量材料或小型成件的有效密度。全自动气体置换法真密度仪ACCUPYC II 1345（点击图片了解仪器详情）4. 全自动振实密度分析测试原理：使用刚性球状颗粒作为替代介质，紧密裹覆在材料外表面并填充材料间隙，精确测出样品的包裹体积并算得密度。替代介质的颗粒很小，在混合过程中与样品表面紧密贴合，但不会进入样品孔隙。应用优势：与传统的振实密度相比，全自动振实密度分析仪能够更快速、更安静地获取更高重复性的精确结果；可测量材料或小型成件的振实密度。GeoPyc 1365全自动包裹密度分析仪（点击图片了解仪器详情）5. 流动性测试原理：使用独特的技术测量粉体在运动状态下流动的阻力。精密的桨叶旋转向下穿越粉体，建立精确的颗粒相互作用模式，粉体对桨叶所施加的阻力则代表了颗粒间相对运动的难易程度，即粉体的流动性能。同时集成自动化剪切盒，也能够测量密度、可压性和透气性等整体属性。应用优势：符合ASTM D7891标准，用于测量金属粉末的流动性。相比现有技术（霍尔流速计所用漏斗法）更加自动化，该技术灵敏度更高，能够精确表征批次间的微小差异，评价不同供应商和制造方法的影响以及评估原料筛分前后的差异。FT4粉体流变仪（点击图片了解仪器详情）三、 小结通过上述现代化评价手段，有助于优化3D打印用金属粉末的性能，从而实现重复利用；同时可避免因检测技术的不适用性而花费大量金钱和时间，减少成品的不合格率，帮助企业降本增效。作者：麦克默瑞提克(上海）仪器有限公司

2013年5月29日至31日，雷尼绍将携旗下激光熔融 (Laser Melting) 金属快速成型系统亮相2013年世界3D打印技术产业大会。本次大会将于5月29日在北京中国大饭店隆重召开。中国政府主管部门负责人及来自美国、德国等世界各地3D打印行业的600多位嘉宾将受邀出席，就3D打印技术产业化过程中的热点难点问题展开深入讨论。 3D打印技术实质是&ldquo 快速成型技术&rdquo ，也被称为&ldquo 增量技术&rdquo 、&ldquo 增材技术&rdquo 。3D打印技术经过20多年的积累和发展，已经完全具备产业化的基础和条件。这次大会以&ldquo 科技创新推动生产方式变革&rdquo 为主题，旨在推动中国3D打印技术产业化、市场化进程，加快与国际间的对话交流，促进3D打印技术与传统制造技术的有机结合。届时，大会将围绕&ldquo 世界增材制造（3D打印技术）现状及趋势&rdquo 、&ldquo 原型制造的应用领域及前景展望&rdquo 、&ldquo 工业级3D打印技术的前景展望&rdquo 等10项议题展开讨论，并开展重点项目的投资洽谈。另外，现场还将展示数十台全球最新款3D打印机并设置3D打印体验馆等。 AM250激光熔融快速成型机 雷尼绍激光熔融快速成型系列产品中的AM250型号采用真空技术，具有气体消耗量低的特点。机器在设计时注重操作环境下的易用性，采用触摸屏界面，并且设置各种菜单选项方便机器的准备和清洁。凭借精心设计和独特的功能（包括直接降低气体消耗量等等），系统的可靠性大大提高，既保证了产品品质（特别是钛合金和铝合金制品），同时又降低了使用成本。 系统采用全焊接式真空室，快速排空后形成低压，然后再充入高纯度氩气。真空室首次充满气体后，气体消耗量非常少，氧气浓度低于100 ppm时仍可操作 &mdash 这是处理钛和铝等活性材料时的一个重要因素，并且对物料完整性和机器性能有重大影响。该系统主要应用于航空航天、医疗、科研、汽车和模具等领域。 雷尼绍激光熔融快速成型系统也获得了中国顶尖大学 &mdash 清华大学的青睐。该校材料科学与工程系已引进一台AM250激光熔融快速成型机，用于多种金属材料的研究及特定领域（航空、医疗和能源）的前沿应用。 如需了解雷尼绍激光熔融快速成型系统的信息，请访问：www.renishaw.com.cn/additive 关于雷尼绍 英国雷尼绍公司于1994年在北京开设了第一个办事处，并于2000年在上海设立了办事处。目前，在中国共设有三个分公司和八个办事处，员工近百人。公司产品广泛应用于机床自动化、坐标测量、快速成型制造、比对测量、拉曼光谱分析、机器校准、位置反馈、形状记忆合金、大尺寸范围测绘、立体定向神经外科和医学诊断等领域。雷尼绍集团目前在32个国家或地区设有分支机构，员工逾3000人。 了解详细信息： 快速成型产品，请访问 www.renishaw.com.cn/additive

本期话题：3D技术与中国制造业 　　话题背景 　　继上期之后，我们再次谈及3D数字化与3D打印。这主要是因为，3D数字化与3D打印技术有可能帮助我们实现从“中国制造”向“中国智造”的快速迈进，使中国彻底摆脱长期处于制造产业链底端的尴尬局面。 　　目前，全球正在兴起新一轮数字化、智能化制造浪潮。2012年，《经济学人》、《福布斯》、《纽约时报》等杂志都将3D 打印称为“第三次工业革命”，期望以此让制造业重新回流到欧美等西方发达国家。但笔者认为恰恰相反，3D打印相关技术将给新兴国家带来了更多机遇，将使制造业——尤其是制造业的上游产业链，进一步掌握在中国等新兴国家手中。 　　在3D 打印技术领域，我们和国际相比虽然还有一定的差距，但已不太大。我国自20世纪90年代初开始追踪3D打印技术研究，目前已取得了一批基础研究和产业化成果，部分甚至处于世界领先水平。例如，北京航空航天大学、西北工业大学开展的金属熔敷成形技术研究，在国际上首次突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺。目前在北京、西安、武汉等地，紧跟国外也都相继开设了3D照相打印馆。 　　然而，与国外相比，国内的产业规模化程度不高。现在市场上无论3D扫描还是3D打印，无论高端还是低端，大部分都是国外的产品。因此，3D数字化和3D打印在我国还有着巨大的发展空间和机遇。 　　3D数字化设备和软件系统的产业化机遇 　　作为3D打印的前端和上游产业链，3D数字化扫描是一项关键技术。因为对于家庭的日常3D打印任务而言，最重要的一个环节是进行全(半)自动的数字化建模。 　　目前国内的3D扫描设备在采集质量和速度上和国外的同类产品相差不大，价格却仅为四分之一左右。然而在市场化和产业化上仍有明显差距，大部分产品都出自小型公司，尚未形成有影响力的品牌。这方面有待于政府和商业机构进一步加大支持和投入，待时机成熟，完全可以使国产3D扫描设备占据绝大部分国内市场甚至国际市场。 　　特别值得指出的是，在3D数字处理软件方面，我国与国外的差距仍然较大。实际上，待3D硬件设备成熟之后，国际3D打印市场的核心竞争将转移到相关的配套软件上来。目前国内的3D扫描厂商大多直接采用国外的大型成熟商业软件，如美国的Geomagic Studio等。原因在于3D数字处理软件的研发需要巨额的资金投入和长期的技术积累，目前国内的小型公司难以承受研发风险及可能的知识产权侵权风险。 　　但从长远来看，拥有国产化的3D数字处理软件是十分必要的，且是可行的。目前国内的科研单位(如中国科学院、浙江大学、清华大学等)已基本解决了相关的技术难点，只是没有资金实力形成功能完整的大型软件系统。 　　当前，3D打印的主要矛盾在于有限的打印设备精度和用户期待的理想打印结果间的出入。而通过对3D数字形状进行智能算法研究将有效地缓解这一矛盾。比如，可对3D形状的频域特征空间进行智能化分析，优化生成最匹配于当前打印机精度的3D数字化模型。目前国内科学家在该领域开展的多项突破性研究工作将有望转换成巨大的生产力。 　　建立“中国智造”产业生态圈 　　我国要完成向“中国智造”产业模式的转变，关键要形成一大批能够以3D产品创意设计、生产加工为职业的群体，建立完善良性循环而非恶性竞争的创新生态圈，这方面可借鉴美国Shapeways和Quirky公司的设计、制造、销售全产业链模式。为支持设计人员去原创自己的风格，摆脱低水平仿造、低水平收入的恶性循环，需要国家出台相关的知识产权保护法案，以及提供政策上的支持(如建立类似于Kickstarter的融资平台)。 　　此外，我国还须进一步加强产业创新人才的教育和培训，整体提升国人的动手能力和DIY兴趣。 　　目前，商业化高端3D打印设备的定价权掌握在国外少数几家公司手中。这些高端设备售价非常昂贵，而国内尚缺乏相关的替代品，因此极大地增加了3D打印行业的运营成本。 　　可喜的是，我国目前在高端3D打印设备的制造技术上与国外差距不大，在某些方面甚至有所超越。因此，加强我国在3D打印关键技术的研发，如设备和功能材料的制备、智能控制问题的解决、激光器/喷嘴等核心元部件的研制等，并进行商业化生产销售，对市面上的国外同类产品进行价格上的有效制衡，是支撑“中国智造”模式的前提和保障。 　　要打印一件3D物品，目前技术上还没有一套全自动的解决方案，仍需要大量复杂的智力和手工劳动，如3D形状的数字化扫描过程、数字产品的创意设计、3D打印产品的清理和抛光上色等。在欧美等发达国家，由于人工费用非常昂贵，导致设计和打印一件3D产品价格不菲。 　　以一家国外3D照相馆为例，一个6英寸的全彩雕像成本价约为2493元人民币。这个价位在国内几乎没有可行性。而在国内，可以使用国产的智能扫描设备，经设计师的创意加工之后，再采用低成本的单色材料，并利用低成本的单色3D打印机将模型打印出来，最后雇用极具价格优势的美工流水线进行手动上色，全部成本在“中国智造”模式下可控制在100元人民币以内。 　　因此，即使在由“批量生产”转向“批量定制”的时代，以3D打印为代表的第三次工业革命仍有很大希望在中国落地生根，形成“中国智造”的新模式，而不是制造业回流到欧美。数字化、智能化技术将深刻改变传统行业的产业模式，将为我国制造业的转型发展带来前所未有的机遇。

发挥您的想象力！如果我可以让盲人恢复视力、重见光明。如果我可以提供癌症病患更好的治疗。如果我可以使脊柱再生、恢复行走能力。如果我可以拯救更多心脏病患者。如果可以。。。如果可以 我想。。。捕捉每一个心跳利用3D生物打印重建活体心脏组织 所面临的挑战 心脏病发作和心力衰竭等心血管疾病是全世界死亡的主要原因之一。心脏是血液在全身循环的重要器官。开发3D模型以了解这些疾病的原因和机制将有助于治疗方法的发展。从干细胞生成的生物打印心脏组织模型可以在体外成熟，以了解各种刺激下的心肌细胞功能，以模拟疾病条件。 解决方案 通过获取iPSC衍生的心肌细胞簇并在层粘连蛋白生物墨水中打印它们，CELLINK的研究人员创造了一种长期培养的有效载体，使心肌细胞能够发展并表现出体内行为，如一致收缩。心脏病是现代世界最普遍的疾病之一。通过开发此类成熟模型以及在BIONOVA X上开发的模型，研究人员在他们的武器库中拥有更多生理相关模型。可用于准确洞察细胞对药物的反应的模型，加速救生治疗的发展。培养三周后，生物打印心脏组织模型显示CELLINK的LAMININK 521 生物墨水中心脏聚集物的钙的细胞内动员。 医学影响 心脏病是现代世界最普遍的疾病之一。通过开发此类成熟模型以及在BIONOVA X上开发的模型，研究人员在他们的武器库中拥有更多生理相关模型。可用于准确洞察细胞对药物的反应的模型，加速救生治疗的发展。 那么我可以拯救更多心脏病患者。 个性化癌症治疗方法打印稳定球体以模拟癌症侵袭 所面临的挑战 为了成功地治疗世界上最致命的疾病之一，必须建立有效的模型。模型再现了体内条件，展示了癌症如何进展和在体内移动，同时也为个性化方法提供了选择。 解决方案 CELLINK的科学家验证了一项方案，该方案利用液滴中液滴的方法来研究不同水凝胶浓度的影响。该测定需要嵌入细胞的中心核心液滴，由无细胞外液滴覆盖。医学影响 通过以高通量方式开发此类模型，可以在癌症治疗中取得更快的进展。创建可复制的模型，可以轻松添加到药物筛选和图像分析的自动化工作流程中，从而在全球范围内实现更好的治疗，描绘健康的未来。 如果我可以提供癌症病患更好的治疗。 ———————————————— 出版物《聚光灯》感谢我们的客户德克萨斯大学埃尔帕索分校，他们使用BIO X 3D 生物打印机制造了更坚固的心脏组织支架。与对照组相比，他们所新制造的生物打印平台产生的心脏类器官在长期维持细胞活力和功能方面表现得更好。组织模型还促进了肌细胞和成纤维细胞之间的异细胞耦合，帮助研究人员分析疾病进展过程中的细胞行为、信号和功能。希望这些生物标志物能对导致心脏功能不全有更好的理解并起到能够的早期检测的作用。 长按以下二维码阅读完整的出版物 释放生物打印的力量———————————————— 未来的医学影响将有无限的可能 “如果可以 我想。。。” 已经有研究家把他们曾经的“如果” 转变成现实！他们都在用自己的努力迈向创造更佳的医疗方式的道路。希望通过他们的研究能确保患者安全，促进现代医疗个性化发展为医学未来创造更多奇迹！ 希望阅读到这里的你也有自己对医学未来的憧憬与目标！你也有想发展的 ”如果“ 吗？

具生物学功能，未来有望应用于医疗领域 利用一台3D打印机，科学家将这些小水滴组装成一种与胶状物类似的物质。 　　研究人员日前创造出一种水滴网络，能够模仿生物组织中的细胞的一些特性。利用一台3D打印机，一个英国牛津大学的研究小组将这些小水滴组装成为一种与胶状物类似的物质，从而能够像肌肉一样弯曲，并能够像神经细胞束一样传输电信号，这一成果将来有望应用在医疗领域。 　　研究人员在4月5日出版的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。 　　研究人员说，这样打印出来的材料其质地与大脑和脂肪组织相似，可做出类似肌肉样活动的折叠动作，且具备像神经元那样工作的通信网络结构，可用于修复或增强衰竭的器官。由于这是合成材料，因此它还可避免一些用干细胞等方式制造活体组织而引发的问题。 　　这项研究的合作者、剑桥咨询公司——这是一家技术转移公司——的Gabriel Villar指出，这些网络能够包含多达35000个小水滴，从而有朝一日能够成为一个合成人造组织或提供器官功能模型的平台。他说：“我们想要看看到底能够把对活体组织的模仿做到一个什么样的境界。” 　　这一网络依赖于每个小水滴都拥有一个脂质涂层，它是将液滴放入一个油与一种纯脂的精调混合物中后形成的。 　　这种脂分子具有一个亲水的前端——它能够黏附在水滴的表面，以及一个憎水的末端——它能够戳到油脂溶液。当两个具有脂质涂层的小水滴碰到一起后，利用由憎水末端形成的“毡毯”，它们能够彼此像维可牢一样紧紧地粘在一起，从而形成一个双层脂膜，这一点与细胞膜非常类似。这种双层脂膜从而在小水滴之间形成了一种结构与功能联系。 　　尽管之前的研究已经表明，具有脂质涂层的小水滴能够形成这样的连接，但它们水汪汪的成分以及球形结构使其非常难以组装。“我已经制造出了大量黏结在一起的小水滴，”并未参与此项研究的欧登塞市南丹麦大学的生物医学工程师David Needham表示，“但是把它们打印出来真是一项成就。” 　　为了完成这项伟大的壮举，当时还是一名牛津大学黑根贝利实验室研究生的Villar研制出一台打印机，它能够从一根玻璃喷嘴向一个装满了油脂混合物的5毫米深的容器中喷射小水滴。当这些小水滴沉入容器底部后，它们便获得了自己的脂质涂层。目前这种打印机喷出的液滴直径约50微米，有5个活体细胞那么大，但相信将来能够将液滴尺寸缩小。 　　一个电动平台随后非常轻微地移动着这个容器，从而使下一个液滴恰好能够跌落在上一个液滴的上面或旁边，并最终形成一个形状看起来像圆球、立方体，甚至城堡和花朵的水滴网络。 　　Villar随后加入了第二根喷嘴，从而使得两种类型的液滴能够同时被喷出。为了使网络能够弯曲，他将一层含盐的液滴紧挨着低盐的液滴打印出来。由于水能够穿透双层脂膜，从而使含盐的液滴内充满了来自其邻居的水，并最终使整个结构产生弯曲。而为了给电流创造一条路径，Villar打印了一种包含有可在双层脂膜上打洞的毒素的液滴，最终使电流得以通过。 　　美国南卡罗来纳州克莱姆森大学的生物工程师Karen Burg认为，这项技术依旧太过于初级，而无法用于临床环境，或用于模拟真实器官中。他说：“你可以长久而热烈地讨论，这些给你带来有用信息的东西是多么的复杂。” 　　“如果他们的想象力真的能够变成组织，我认为他们依然有很长的路要走。”Needham说，“但我认为他们正在一条正确的道路上前进。” 　　近年来，3D打印技术飞速发展，从工程到航天，从教育到医疗，应用越来越广泛。今年2月，美国康奈尔大学研究人员就曾报告说，他们利用牛耳细胞通过3D打印机打印出人造耳朵。

3D打印正在多个垂直行业颠覆制造过程，尤其是在医疗领域，3D打印技术的应用导致了更多创新、高效的产品出现。日前，市场研究机构Transparency Market Research在其最新的研究报告中，分析了全球3D打印医疗垂直应用市场，预测从2013年至2019年该市场的年复合增长率将达15.4%。而全球3D打印医疗市场的总销售额也将从2012年3.545亿美元增至9.655亿美元。该报告的题目是《3D打印在医疗应用市场——全球行业分析，大小、份额、增长、趋势和预测，2013年—2019年（3D Printing in Medical Applications Market - Global Industry Analysis， Size， Share， Growth， Trends and Forecast， 2013 - 2019）》。该报告称，全球3D打印技术医疗应用市场主要受到一下几个因素的推动：各种3D打印医疗应用不断增加、定制化3D打印医疗产品的增长趋势、来自私人和政府机构的资金、能够扩大医疗应用的技术进步，以及3D打印应用所带来的成本和时间的缩短以及相应的病人护理的改善等。该报告同时显示，3D设计软件公司的并购也将在该市场的未来发展中占据重要地位。然而，缺乏训练有素的专业人员和材料相关的问题有可能阻碍到3D打印在医疗应用市场上的扩展。如果将3D打印技术在医疗领域的应用进一步细分的话，按照基本的应用可以分为手术器械、手术指南、生物工程和植入物等。而手术指南和植入物可以进一步分成牙科、骨科和颅骨-颌面部等。而按照原材料则可以分为聚合物、生物细胞、金属和陶瓷等。而按照3D打印技术来分，3D打印医疗应用市场则可以分为光固化（SLA）、电子束熔融（EBM）和液滴沉积制造等。其中，EBM技术占据了市场主导，这一部分还包括了光聚合反应和激光束熔化（LBM）。这两种技术都能够精准而高效地制造各种生物模型，而后者在3D打印市场上的需求十分强烈。除此之外，光固化还可以进一步分解成数字光处理和双光子聚合等，液滴沉积制造则包括多相射流固化、 熔融沉积建模和喷墨打印等。从区域上分，该市场则可以划分为北美、亚太、欧洲和世界其他地区。在2012年，北美地区占据全球市场的主导地位，但欧洲地区的预计增长速度最快，估计到2019年将超越北美成为全球最大的区域市场，其中的主要原因是扶植政策、有利的经济条件、为实现技术进步而出现的并购，以及政府投资等。该研究报告认为，从竞争角度看，这个市场更偏向于寡头垄断，3D Systems、Voxeljet、EnvisionTEC、Eos、Electro Optical Systems、Stratasys、Nanoscribe、Materialise将是其中处于领先位

研究背景全反应式喷墨打印（Full Reactive Inkjet Printing, FRIJP）是采用喷墨打印机将一种或多种反应物喷到基材上，利用它们之间产生物理或化学反应以原位形成产物的一种技术。聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）是一种因其低成本、好的生物相容性和高的光学透明度而被广泛应用的硅酮弹性体。首次利用FRIJP成功将聚二甲基硅氧烷（PDMS）油墨打印出复杂的三维几何图形。通过使用制备的基底，可以显著提高PDMS的打印精度，打印的特征分辨率可以高达48 ± 2µ m（X，Y）。材料和方法一种市售的两组分硅酮（PolytekPlatSil71-Silliglass）被用作活性油墨的基础。PDMS油墨的两部分分别称为A（含氢化物）和B（含催化剂），反应结果如图1所示。该配方由A与B的比例为1：1（重量）组成，其中硅酮在铂催化剂的存在下发生交联。该反应不受氧气或水分的抑制，因此可以在没有控制气氛的情况下进行。 图1-PDMS在铂催化剂存在下的交联反应，硅酮氢化物键Si-H被一个额外的Si-C键取代。标记的是PDMS配方中每个组分中的化合物。用于打印的Dimatix材料打印头（DMP）（Dimatix，Fujifilm）的建议操作范围分别为粘度10-12 mPa.s和表面张力28-33 mN/m，但打印头可使用高达30 mPa.s粘度和70mN/m的表面张力。使用醋酸辛酯（octyl acetate, OA)(SigmaAldric O5500)作为粘度改性剂。喷墨打印的一个重要因素，同时也影响墨滴如何在基材形成，这就是油墨的表面张力。通过液滴形状分析仪（KRUSS DSA 100）悬滴法测试墨水的表面张力，同时用座滴法测试了制备的PDMS油墨与基底的接触角。 图2 DSA100 液滴形状分析仪结果与讨论PDMS组分、溶剂和最终油墨的粘度和表面张力值见表1。表1-油墨、溶剂和溶液的性质。通过使用无反应的稀释剂和打印头加热；达到了可打印范围内的粘度（采用三种材料基底物质，标准玻片、聚四氟乙烯和用1%1H、1H、2H、2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTS）对玻璃片进行化学改性，接触角的结果如表2所示。结果表明，玻璃表面被聚四氟乙烯和PFOTS处理后的接触角都高于玻璃。对固化后的PDMS的接触角进行了分析，显示出比PTFE和PFOTS的基底上更好的润湿性。表2-座滴法测试（KRÜ SS DSA100）墨水A在不同衬底上的接触角。 当使用成型技术时，PDMS能够在大多数材料表面上铺展，但对于喷墨打印，会降低特征分辨率。通过对比三种材料基板；玻璃、聚四氟乙烯涂层玻璃和PFOTS涂层玻璃的接触角，来分析油墨在基板上的打印分辨率。从接触角和打印网络测试结果结合来看，油墨在未经处理的玻璃表面完全铺展开，液滴尺寸达到了150μm，同时玻璃表面的接触角也是最小的。PFOTS涂层玻璃和聚四氟乙烯涂层玻璃的液滴尺寸相似，分别为48 ± 2µ m和64 ± 2µ m。油墨在PFOTS涂层玻璃上的接触角最大，使得PFOTS涂层玻璃上的液滴能够更小、更圆，因此使用PFOTS衬底可以获得最好的特征分辨率。 图3-(a)将一滴墨水a和b打印到未经处理的载玻片上的结果。（b）在制备好的聚四氟乙烯涂层载玻片打印组成墨水a和墨水b的印刷网格和(c)在PFOTS涂层玻璃上的网格结论本文研究了PDMS的反应式喷墨印刷技术，并且通过优化PDMS油墨在基底上的润湿性，来获得更好的打印分辨率。在印刷过程中，油墨与印刷介质之间的润湿性能对于印刷质量和油墨的附着力具有重要影响。因此，评估油墨在印刷介质上的润湿性能对于印刷质量的控制和油墨的选择具有重要意义。本文有删减，详细信息请参考原文：C.Sturgess, C.Tuck, I. A. Ashcroft and R. D. Wildman, J. Mater. Chem. C, 2017,DOI:10.1039/C7TC02412F.