3D打印沒(méi)什么卵用？生物工程實(shí)力打臉(3d打印機(jī)能做什么？)

3D打印沒(méi)什么卵用？生物工程實(shí)力打臉

2016年08月24日訊 以為3D打印只能打些擺件和玩具？生物工程第一個(gè)表示不服。根據(jù)本月《生物技術(shù)趨勢(shì)》上發(fā)布的一份特刊，在插入血管和人造皮膚領(lǐng)域領(lǐng)域，3D “生物打印”技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。之所以會(huì)有這種進(jìn)步，部分原因得益于“仿真人體器官芯片（organ-on-a-chip）”技術(shù)的發(fā)展--實(shí)惠的、支持人體組織生長(zhǎng)的微工程架構(gòu)。

肺、腸、以及胰腺組織已經(jīng)都可以在人類(lèi)干細(xì)胞專(zhuān)業(yè)芯片上成長(zhǎng)，也允許研究人員了解不同患者之間的生理差異，并且還能測(cè)試新藥物的療效。事實(shí)上，生產(chǎn)這種芯片是一種制造挑戰(zhàn)，但 3D 打印技術(shù)則可以減少生產(chǎn)時(shí)間和成本。

Savas Tasoglu 是康涅狄格大學(xué)的助理教授，主要研究方向是微流體領(lǐng)域里 3D 打印的研發(fā)應(yīng)用。他說(shuō)道：

用于微流體制造和生物打印 3D 人體組織的3D 打印技術(shù)，如今已經(jīng)走到了十字路口上。未來(lái)，這種技術(shù)對(duì)于單步仿真人體器官芯片工程來(lái)說(shuō)非常有幫助，而且也給學(xué)術(shù)研究帶來(lái)極大的靈活性和生產(chǎn)力。

皮膚生物打印技術(shù)也開(kāi)始受到人們的關(guān)注，目前，研究人員雖然正處于設(shè)計(jì)過(guò)程初級(jí)階段，但是該技術(shù)已經(jīng)能夠幫助患者治療燒傷或慢性傷口了。來(lái)自新加坡南陽(yáng)理工大學(xué)的 Wei Long Ng 和新加坡科技研究局的同事表示：

現(xiàn)在，是時(shí)候利用精密的機(jī)器控制去創(chuàng)造人體組織工程架構(gòu)了。

不過(guò)，人體骨骼、軟骨、皮膚、肌肉、血管和神經(jīng)目前還都只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)被打印出來(lái)，構(gòu)建能幫助患者的、更復(fù)雜的人體組織設(shè)計(jì)也依然處于發(fā)展階段。顱面重建技術(shù)會(huì)幫助那些得了癌癥或是曾經(jīng)歷過(guò)面部受傷的患者，因此很多技術(shù)人員都在著手這一領(lǐng)域的研究。

據(jù)稱(chēng)在短期內(nèi)，3D 打印的細(xì)胞“支架”可以用于改善下巴，以及人體面部其他區(qū)域的缺陷。但從長(zhǎng)期來(lái)看，外科醫(yī)生 Dafydd Visscher 和他在阿姆斯特丹自由大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的同事認(rèn)為，還是需要以臨床前研究、智能聚合物、以及能夠支持生產(chǎn)的生物打印結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，而滿(mǎn)足這些條件仍然有很長(zhǎng)一段路要走。

另一方面，3D 生物打印技術(shù)還能幫助人們?cè)u(píng)估新藥物的療效，比如，3D 生物打印可以制造由不同細(xì)胞類(lèi)型組成的“細(xì)胞器”，以及帶有工程化血管的腫瘤模型。在3D 生物打印技術(shù)的支持下，人們有可能在實(shí)時(shí)條件下監(jiān)測(cè)不同器官的藥物交互情況，藥物研發(fā)的迭代速度也會(huì)加快。

賓夕法尼亞州立大學(xué)的 Ibrahim Ozbolat 和 Weijie Peng，以及杰克遜基因組醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的 Derya Unutmaz 說(shuō)道：

隨著先進(jìn)的生物打印技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，未來(lái)十年，與人體組織模型相關(guān)的制造技術(shù)將會(huì)對(duì)醫(yī)療發(fā)展產(chǎn)生巨大影響，3D 打印也將成為一種重要的工具。

雖然 3D 打印有所進(jìn)步，不過(guò)研究人員還是強(qiáng)調(diào)這項(xiàng)技術(shù)仍面臨著許多挑戰(zhàn)。利用生物組織工程所創(chuàng)建的3D血管網(wǎng)絡(luò)，需要確保在植入人體之后能夠和其他器官兼容；此外，這項(xiàng)血管網(wǎng)絡(luò)還需要能夠直接連接到病人的動(dòng)脈或靜脈組織。

畢業(yè)于哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的生物工程學(xué)家 Jeroen Rouwkema 和 Ali Khademhosseini 說(shuō)道：

目前，3D 打印血管是人體組織工程應(yīng)用中急需克服的問(wèn)題之一，也是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的主要障礙。

3d打印機(jī)能做什么？

3d打印機(jī)可以“打印”出真實(shí)的3D物體，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車(chē)，打印各種模型，甚至是食物等。

3d打印機(jī)常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。

3d打印機(jī)技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

在英國(guó)，技術(shù)人員通過(guò)掃描奧運(yùn)短跑運(yùn)動(dòng)員的腳和腳踝，把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)幾步簡(jiǎn)單的計(jì)算后，技術(shù)人員就能夠3D打印出專(zhuān)屬每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的新鞋，這雙鞋符合運(yùn)動(dòng)員的體形、體重、步態(tài)和偏好。

在地球的另一端，美國(guó)國(guó)家航空航天局在亞利桑那州的沙漠中測(cè)試了一艘火星飛船，飛船甲板上裝有定制的3D打印金屬部件。這些部件大多形狀復(fù)雜，有許多曲線和鏤空，除了3D打印機(jī)，其他任何設(shè)備都生產(chǎn)不出來(lái)。

在日本，一位準(zhǔn)媽媽想要紀(jì)念其首次超聲波檢測(cè)，她的醫(yī)生編輯她的超聲圖像，并3D打印出栩栩如生的胎兒模型。結(jié)果，一個(gè)透明硬塑料塊中就出現(xiàn)了一個(gè)前衛(wèi)的3D打印微小胎兒塑料模型。

擴(kuò)展資料

3D打印機(jī)原理技術(shù)：日常生活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計(jì)的平面物品，而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張。

而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料，打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。

3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類(lèi)材料。

參考資料來(lái)源：人民網(wǎng)-3D打印機(jī):一臺(tái)可造萬(wàn)物的機(jī)器

參考資料來(lái)源：百度百科-3D打印

3D打印技術(shù)可以運(yùn)用到哪些領(lǐng)域

3D打印技術(shù)可以運(yùn)用生活中從小到大的許多領(lǐng)域。

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。

該技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

3D打印機(jī)

建筑設(shè)計(jì)

在建筑業(yè)里，工程師和設(shè)計(jì)師們已經(jīng)接受了用3D打印機(jī)打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環(huán)保，同時(shí)制作精美。完全合乎設(shè)計(jì)者的要求，同時(shí)又能節(jié)省大量材料。

醫(yī)療行業(yè)

西安市紅會(huì)醫(yī)院借助3d打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)西北首例多孔型鈦金屬骨植入假體治療強(qiáng)直性脊柱炎患者骨折脫位患者治療。

西安市第四醫(yī)院“私人定制”3D打印置換肩關(guān)節(jié)完成高難度置換術(shù)

西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院設(shè)立3D打印醫(yī)學(xué)研究與應(yīng)用中心，標(biāo)志著醫(yī)工結(jié)合、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手的3D打印醫(yī)學(xué)研究與應(yīng)用中心正式落戶(hù)陜西。

汽車(chē)制造業(yè)

不是說(shuō)你的車(chē)是3D打印機(jī)打印出來(lái)的（當(dāng)然或許有一天這也有可能），而是說(shuō)汽車(chē)行業(yè)在進(jìn)行安全性測(cè)試等工作時(shí)，會(huì)將一些非關(guān)鍵部件用3D打印的產(chǎn)品替代，在追求效率的同時(shí)降低成本。

傳統(tǒng)制造業(yè)

傳統(tǒng)制造業(yè)也需要很多3D打印產(chǎn)品，因?yàn)?D打印無(wú)論是在成本、速度和精確度上都要比傳統(tǒng)制造好很多。而3D打印技術(shù)本身非常適合大規(guī)模生產(chǎn)，所以制造業(yè)利用3D技術(shù)能帶來(lái)很多好處，甚至連質(zhì)量控制都不再是個(gè)問(wèn)題。

科學(xué)研究

美國(guó)德雷塞爾大學(xué)的研究人員通過(guò)對(duì)化石進(jìn)行3D掃描，利用3D打印技術(shù)做出了適合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時(shí)還做了比例縮減，更適合研究。

產(chǎn)品原型

比如微軟的3D模型打印車(chē)間，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)之后，通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)模型，能夠讓設(shè)計(jì)制造部門(mén)更好的改良產(chǎn)品，打造出更出色的產(chǎn)品。

文物保護(hù)

3D打印技術(shù)在復(fù)原并保存歷史文化方面具有重要意義，能還原文物的真實(shí)性，記錄這些文物曾經(jīng)遭受滅頂之災(zāi)的歷史，有效避免了人類(lèi)的歷史記憶被抹殺。

一直以來(lái)，文物古跡的保護(hù)始終困擾著考古界，文物作為一種不可再生資源，一旦被毀掉，將再也不復(fù)存在，比如，西安秦始皇兵馬俑，剛剛出土的時(shí)候色澤亮麗，表情栩栩如生，如今早已失去剛剛出土?xí)r的風(fēng)采，風(fēng)化嚴(yán)重，鮮艷的色澤消失了，暗淡如同黃泥。

食品產(chǎn)業(yè)

在食品行業(yè)，研究人員已經(jīng)開(kāi)始嘗試打印巧克力了?；蛟S在不久的將來(lái)，很多看起來(lái)一模一樣的食品就是用食品3D打印機(jī)“打印”出來(lái)的。當(dāng)然，到那時(shí)可能人工制作的食品會(huì)貴很多倍。

配件、飾品

這是最廣闊的一個(gè)市場(chǎng)。在未來(lái)不管是你的個(gè)性筆筒，還是有你半身浮雕的手機(jī)外殼，抑或是你和愛(ài)人擁有的世界上獨(dú)一無(wú)二的戒指，都有可能是通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)的。甚至不用等到未來(lái)，現(xiàn)在就可以實(shí)現(xiàn)。

擴(kuò)展資料：

3D打印（3DP）即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這打印技術(shù)稱(chēng)為3D立體打印技術(shù)。

參考資料：3D打印-百度百科

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