3D打印-生物打印出新,大国科技的试炼场

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大趋势大机遇大挑战

当我们静下心来仔细看看最近几十年科技发展给我们带来的改变,会发现所有的新进展和新技术都有一个非常重要的特征:这些改变很善于利用数字化的信息技术。这些改变会不断衍生出新的发展趋势,为我们构建了许多可行性很大的想象空间。

那我们就来盘点一下当下的几个大趋势,以及面临的机遇和挑战。

3D打印

3D打印又名增材制造,根据数字3D图像或模型,一层一层地打印出实物。通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术(即“积层造形法”)。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。

这一技术已广泛应用于生产各类产品,大到风电机,小到医学植入材料,基本上是一些关键复杂配件,2013年美国得克萨斯州一家公司宣布打印并测试了一支3D打印金属枪,该公司表示这支金属枪是由许多3D打印配件组合而成,采用的是特殊的金属材料,该材料适用于3D打印,这支金属枪的威力与普通枪支毫无差别。

未来3D打印的应用范围将变得更加广阔,比如用于制作电路板等集成电子元件,甚至是人体细胞和器官。

生物3D打印机也面临着诸多挑战,其中之一是其打印出的物体如何与身体其他器官尤其是大的组织更好地结合,因为任何打印出来的器官或身体组织都需要同身体的血管相连,而这可能非常难实现。一旦克服了这个技术障碍,在未来几十年内,生物打印技术将成为一项标准技术。

生物3D打印真正实现的话,还是需要生物细胞领域的突破,细胞分裂是有一定限制的,生物打印目前的技术目标是将单细胞组合排列,如何突破这一限制,让打印的细胞有与不同人相适应的活力是关键因素,比如打印皮肤细胞,皮肤细胞且不说不同细胞的组合打印,放置的问题,皮肤细胞自身的新陈代谢,新死细胞的更换是有一定的限制,拿50岁年纪的细胞去填补20岁年纪的细胞,这件事才是悲哀吧。

事实上,研究人员已开始研究4D(四维)打印,这一工艺将创造出可自我调整的新一代产品,能够适应温度和湿度等环境因素的改变。这一技术可用于生产服装、鞋以及医疗卫生相关产品,比如可适应人体个体差异的植入材料。

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