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機械社區(qū)

最近，在3D打印領(lǐng)域發(fā)生了一件大事。來自美國杜克大學和哈佛醫(yī)學院的研究團隊開發(fā)出了一種基于超聲波的聲波墨水和3D打印技術(shù)。這種聲波墨水非常特殊，它可以是流動的，但同時，超聲波又可以讓這種聲波墨水凝固起來。

研究人員認為，這種技術(shù)對于微創(chuàng)手術(shù)非常重要，能大大地減少手術(shù)創(chuàng)傷。

我們都知道，傳統(tǒng)的手術(shù)，不管大的小的還是微創(chuàng)的，都不可避免需要在我們身上拉一道口子，這就給我們?nèi)梭w帶來不可避免的創(chuàng)傷。很多時候這個創(chuàng)傷還需要很長的恢復(fù)期，往往我們動手術(shù)的地方都好完全了，手術(shù)傷口還沒恢復(fù)。

面對這種情況，研究人員就設(shè)想，有沒有一種方式，能避免這種創(chuàng)傷，最好連在身上拉一道口子都不需要？還真有，也真的被研究人員開發(fā)出來了，就是這項深層穿透聲學體積打印（DAVP）技術(shù)，這種技術(shù)使用一種名為聲波墨水的生物相容性“墨水”，再搭配上相應(yīng)的3D打印技術(shù)。

這種墨水可以在體外注射，以液體的方式被注入體內(nèi)，但是卻可以在體內(nèi)自發(fā)的變成植入物，實現(xiàn)最終的治療效果。這是怎么做到的呢？

我們先來看看傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)。傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)通常是通過一層層地堆積粘稠材料，或者是利用光線照射讓特殊樹脂固化，來構(gòu)建最后的三維物體。但這種方法就沒法應(yīng)用于人體，或許我們聽過很多3D打印物品，甚至有很多3D打印的醫(yī)療器材，3D打印的人體組織，但就是沒有在人體內(nèi)直接實現(xiàn)的3D打印，因為光線無法穿透皮膚和生物組織。

于是，為了克服這一障礙，杜克大學和哈佛醫(yī)學院的研究團隊就提出了一種創(chuàng)新方法，利用超聲波，再加上生物相容性的生物墨水，在人體內(nèi)需要的地方直接完成3D打印。

在這個過程中，當聲波墨水受到超聲波脈沖的照射時，其會迅速加熱并凝固，這就為將植入物以液態(tài)形式注射入體內(nèi)創(chuàng)造了可能性，隨后通過外部探頭發(fā)射超聲波，就可以在需要的位置將聲波墨水凝固成所需的形狀，而剩余的聲波墨水則可以通過注射器輕松取出。也就是說，我們只需要將墨水注入體內(nèi)，然后再基于超聲波，讓體內(nèi)的墨水在特定的位置變得堅固，最終實現(xiàn)我們想要的治療效果。

這項技術(shù)最特殊的地方就是它的非侵入性，它可以直接在體內(nèi)完成植入物的3D打印，無需進行傳統(tǒng)的開刀手術(shù)，這就能最大程度減少手術(shù)的創(chuàng)傷。還有另外一點好處就是，它可以根據(jù)患者的需要進行定制，比如根據(jù)患者的具體治療情況個性化地打印骨骼，打印軟骨、血管等多種類型的植入物。

目前，研究團隊已經(jīng)在動物身上做了很多試驗，包括封堵山羊心臟的切口、修復(fù)雞腿骨骼缺陷，以及在肝臟組織內(nèi)打印化療藥物等，效果也非常讓人驚喜。比如封堵山羊心臟的切口，過去，如果我們要封堵心臟的切口，就需要進行開胸手術(shù)，但新的技術(shù)可以直接將聲波墨水注入心臟切口，然后在心臟切口處直接固定成型，完成封堵。直接避免了在心臟再拉一條口子，這不僅提高了手術(shù)的安全性，還加快了山羊的恢復(fù)速度。

如果這項應(yīng)用能夠普及，我們接下來很多手術(shù)都會變得非常簡單，我們只要在人體內(nèi)注入墨水，然后這個墨水就可以自己在我們體內(nèi)進行修復(fù)，這直接就顛覆了我們今天的微創(chuàng)醫(yī)療，為患者提供了一種更安全也更有效的治療方案。