安置于人體內(nèi)可以用診斷治療的3D打印醫(yī)用微型機(jī)器人

工人師_OgIOQ

機(jī)器人是一種可編程、能執(zhí)行人類要求的某些微小、高難度等操作的自動(dòng)控制機(jī)械。隨著微米、納米、微電子機(jī)械技術(shù)、微型機(jī)械電子系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展，機(jī)器人的體型也逐漸變得越來越微小，為科學(xué)家發(fā)明可以在人體內(nèi)使用的3D打印微型機(jī)器人創(chuàng)造了條件。體內(nèi)微型機(jī)器人可以在人體管腔和液體介質(zhì)內(nèi)“游動(dòng)”，以完成某些疾病的診斷和治療任務(wù)。其中包括雙光子光刻、噴墨技術(shù)在內(nèi)的3D打印技術(shù)在制造體內(nèi)微型機(jī)器人中發(fā)揮了重要作用。 在《在英國皇家化學(xué)會(huì)/The Royal Society of Chemistry》雜志上，曾發(fā)表過一篇名為《3D打印微型游泳者和生物混合機(jī)器人的應(yīng)用/Applications of Three-dimensional (3D) Printing for Microswimmers and Bio-Hybrid Robotics》的研究論文。
& I" [; C: R: } 該文章中論述道，相關(guān)研究人員使用雙光子光刻3D打印技術(shù)制造出了一個(gè)微米級的微型機(jī)器人Microswimmers。該文探討了利用3D打印技術(shù)制造微型機(jī)器人所面臨的現(xiàn)實(shí)和挑戰(zhàn)。研究人員利用microswimmers進(jìn)行試驗(yàn)，并檢驗(yàn)他們在不同類型的液體和細(xì)胞環(huán)境中應(yīng)對挑戰(zhàn)的能力。
在研究中，微型機(jī)器人在十分粘稠的環(huán)境中表現(xiàn)得非常成功，在對微型機(jī)器人進(jìn)行的進(jìn)一步試驗(yàn)中，它們能夠像細(xì)菌那樣旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并可以攜帶“貨物”。研究團(tuán)隊(duì)由此受到啟發(fā)，使用同樣的3D打印技術(shù)制造出了螺旋形的微型貨船機(jī)器人，這種微型機(jī)器人表面涂覆了鎳和鈦，外形都為六面體和筒狀。研究中，研究人員給這些微型貨船機(jī)器人的運(yùn)輸任務(wù)是運(yùn)送人體腎細(xì)胞，在測試過程中，它們成功完成了任務(wù)。
4 H. S% ]( g! [5 W) u; z) {120微米的微型魚
美國加州大學(xué)納米工程系的科學(xué)家曾3D打印出120微米的微型機(jī)器人微型魚(microfish)。這種機(jī)器人可以通過磁力和化學(xué)反應(yīng)來控制方向和速度，具有在生物和非生物液體中游泳的能力。科學(xué)家能夠?qū)⑦@些微型魚放入過氧化物溶液中游泳長達(dá)2小時(shí)，在室溫下的存放時(shí)間長達(dá)一個(gè)星期。
美國加工大學(xué)科學(xué)家制造微型魚的技術(shù)是一種納米級的快速3D打印技術(shù)，稱之為微尺度連續(xù)光打印(COP，Microscale Continuous Optical Printing)。微尺度連續(xù)光打印(COP)技術(shù)主要依賴一種數(shù)字微鏡裝置(DMD)芯片，并使用大約兩百萬個(gè)微型反射鏡，將UV光投射到光聚合物材料上。通過類似DLP、SLA的3D打印技術(shù)，對3D打印材料進(jìn)行逐層固化。該技術(shù)使科學(xué)家們能夠制造出各種形狀的微型魚(蝠鲼、鯊魚等)，而且只有120微米(長)×30微米(厚)。
最重要的是，這些微型魚只需幾秒鐘就能制造出來。 為了能夠以一種經(jīng)濟(jì)和可擴(kuò)展的方式3D打印出精細(xì)而逼真的人造微型魚，科學(xué)家優(yōu)化了COP打印系統(tǒng)。科學(xué)家們已能夠使用三種不同的功能性納米粒子制造出微型機(jī)器魚，包括氧化鐵(可通過磁性引導(dǎo)微型魚)、鉑(可通過化學(xué)引導(dǎo)機(jī)器魚)，和聚二乙炔(PDA，可用于中和有害的毒素)。
微型火箭機(jī)器人
4 B" w0 V* @8 {& e) J6 h5 e( {1 K* c英國謝菲爾德大學(xué)的科學(xué)家們利用噴墨3D打印技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)微型火箭機(jī)器人，它的應(yīng)用前景是藥物運(yùn)輸和定位癌細(xì)胞。
8 w: @& G$ h, V) \& S不得不說，3D打印技術(shù)為醫(yī)療領(lǐng)域做出了無可比擬的杰出貢獻(xiàn)。
( g9 w. t( B' `/ C* s) J

機(jī)械大睿

3d打印技術(shù)會(huì)越來越影響未來