3D打印(yin)技術(shu)在(zai)醫學(xue)檢測(ce)的應(ying)用——摩(mo)方(fang)精密(mi)

  近(jin)年(nian)來，3D打印(yin)技術(shu)在(zai)生物(wu)醫藥(yao)方(fang)面(mian)得(de)到廣泛的應(ying)用，並且(qie)也(ye)取(qu)得(de)了(le)諸多(duo)成(cheng)就(jiu)。研究(jiu)人(ren)員可以(yi)根據不同患(huan)者的(de)需(xu)求(qiu)，采用3D打印(yin)個性(xing)化的生物(wu)材料(liao)，比(bi)如(ru)助聽(ting)器、假肢制(zhi)造、骨(gu)科(ke)手(shou)術(shu)、人工(gong)關(guan)節(jie)、人(ren)工(gong)外耳和牙齒(chi)種植(zhi)等等方(fang)面(mian)。而且(qie)隨(sui)著(zhe)技術(shu)的不斷發(fa)展，3D打印(yin)技術(shu)也(ye)應(ying)用到醫學(xue)快(kuai)速檢測(ce)方(fang)面(mian)，其(qi)中(zhong)美(mei)國賓夕(xi)法(fa)尼(ni)亞(ya)大學(xue)（Upenn）的(de)科(ke)學(xue)家們開(kai)發(fa)出了(le)壹(yi)種低成(cheng)本(ben)的3D打印(yin)產品(pin)可以(yi)快速檢測(ce)寨卡（Zika）病(bing)毒（圖(tu)1）。據悉這個(ge)3D打印(yin)的檢測(ce)裝(zhuang)置只(zhi)有壹(yi)個(ge)蘇(su)打水(shui)罐大小，成(cheng)本(ben)僅(jin)2美元(yuan)，而且(qie)無(wu)需(xu)用電(dian)，也(ye)不用專(zhuan)業(ye)技術(shu)人員操(cao)作。患(huan)者(zhe)只(zhi)需(xu)提供壹(yi)份(fen)唾(tuo)液樣本，當遺傳分(fen)析檢測(ce)到病毒存(cun)在(zai)時，裝(zhuang)置中(zhong)可變色(se)的(de)染(ran)料(liao)將(jiang)變(bian)成(cheng)藍色(se)，由(you)於(yu)其(qi)攜帶方(fang)便，因此(ci)也(ye)能(neng)夠在(zai)野外(wai)使用。

圖(tu)1 寨(zhai)卡（Zika）病(bing)毒

     國內某(mou)醫院(yuan)也(ye)將3D打印(yin)技術(shu)應(ying)用於(yu)創(chuang)傷(shang)感染(ran)檢測(ce)方(fang)面(mian)，傳統(tong)的(de)實時熒光(guang)定量(liang)檢測(ce)方(fang)法需要(yao)集(ji)成龐大、昂貴、精密(mi)的光學(xue)設(she)備，不適合(he)戰場創傷(shang)感染(ran)的(de)現(xian)場快速檢測(ce)。新興(xing)的(de)電(dian)化學(xue)方(fang)法、HNB比(bi)色(se)法(fa)、濁(zhuo)度法(fa)都需(xu)要(yao)開(kai)蓋操(cao)作，易(yi)造(zao)成氣溶膠汙染(ran)，檢測(ce)靈敏(min)度(du)不高(gao)，結果不易(yi)判斷。他(ta)們(men)利用BMF的(de)3D打印(yin)技術(shu)成功(gong)研發(fa)出壹(yi)款(kuan)密(mi)閉性(xing)便攜式檢測(ce)裝(zhuang)置，能(neng)保證37℃條(tiao)件(jian)下(xia)恒(heng)溫(wen)進行擴增(zeng)反(fan)應(ying)，並進(jin)行核酸檢測(ce)。該裝(zhuang)置（如(ru)圖(tu)2所(suo)示）包括頂蓋、底(di)墊(dian)、反(fan)應(ying)管和檢測(ce)容(rong)器，其中頂(ding)蓋可以(yi)拆分(fen)，不漏(lou)液，底(di)部(bu)圓錐(zhui)體為尖銳硬(ying)質(zhi)材質(zhi)，底(di)墊(dian)為韌性(xing)材(cai)料(liao)，可在(zai)外力(li)作用下(xia)頂(ding)破反應(ying)管底(di)部(bu)，使反應(ying)液和緩沖(chong)液進入檢測(ce)容(rong)器中，使試(shi)紙(zhi)條浸(jin)在(zai)擴增(zeng)反(fan)應(ying)後(hou)液體中，通過(guo)試(shi)紙(zhi)條上的顏色(se)變(bian)化進行核酸檢測(ce)。

圖(tu)2  裝(zhuang)置主(zhu)要(yao)組(zu)成部(bu)件(jian)

     為了(le)保證在(zai)現(xian)場檢測(ce)時底(di)墊(dian)能(neng)夠在(zai)受力(li)下(xia)輕(qing)易(yi)破裂(lie)，保證觀(guan)察(cha)液體能(neng)夠混(hun)合，因此(ci)需(xu)要(yao)在(zai)該裝(zhuang)置的(de)底(di)部(bu)設計(ji)壹(yi)層(ceng)薄(bo)膜(mo)（如(ru)圖(tu)3紅(hong)圈所示(shi)），厚度(du)尺(chi)寸(cun)必(bi)須(xu)保證在(zai)0.05mm左右(you)，使用傳統(tong)的(de)註塑(su)加(jia)工方(fang)式，這個(ge)薄膜(mo)無(wu)法(fa)直(zhi)接(jie)與(yu)裝(zhuang)置成(cheng)為壹(yi)體，如(ru)果采用後(hou)期(qi)增加(jia)薄膜(mo)的(de)方(fang)式，整(zheng)個制(zhi)造工藝(yi)就(jiu)會很(hen)復雜(za)，而且(qie)成本會(hui)增(zeng)加(jia)很多(duo)，不利於(yu)大規(gui)模(mo)的(de)推廣(guang)使用，而采用3D打印(yin)的方(fang)式可以(yi)壹(yi)體成型(xing)，成(cheng)本也(ye)能(neng)夠控(kong)制下(xia)來。

圖(tu)3  薄(bo)膜(mo)位置

     這層(ceng)0.05mm薄(bo)膜(mo)的(de)打印(yin)質(zhi)量(liang)決定了(le)此(ci)檢測(ce)裝(zhuang)置的(de)使用效果，客戶經過(guo)多(duo)方(fang)考(kao)察(cha)與(yu)對(dui)比(bi)，最終(zhong)選(xuan)擇(ze)了(le)與(yu)深(shen)圳(zhen)摩方(fang)材料(liao)（BMF）合(he)作，BMF做(zuo)為微(wei)納級超高(gao)精度(du)3D打印(yin)的向(xiang)導(dao)之壹(yi)，其(qi)顛(dian)。覆性(xing)精密(mi)加(jia)工能(neng)力(li)得(de)到客戶的壹(yi)致(zhi)認(ren)可。其技術(shu)主(zhu)要(yao)采用面(mian)投(tou)影微(wei)立體光刻（Projection Micro Stereolithography, PμSL）3D打印(yin)技術(shu)，非(fei)常適(shi)用於(yu)制(zhi)作微(wei)尺(chi)度的復雜(za)三(san)維結構(gou)，有著(zhe)高(gao)分辨率(lv)、高(gao)精度(du)、跨(kua)尺(chi)度加(jia)工、適(shi)用材(cai)料(liao)廣(guang)、加(jia)工效率高(gao)、加(jia)工成(cheng)本低(di)等諸多(duo)特(te)點(dian)。

     根據客戶項目的(de)具(ju)體需求(qiu)，最(zui)終(zhong)選(xuan)擇(ze)S140設備（圖(tu)4）進(jin)行打印(yin)，這款(kuan)設(she)備光學(xue)精度(du)達到10um，打印(yin)層(ceng)厚(hou)10~40um，並且(qie)可以(yi)在(zai)同壹(yi)個(ge)打印(yin)樣品中(zhong)，根據結構(gou)要(yao)求(qiu)設(she)置不同的(de)層(ceng)厚(hou)，提高(gao)打印(yin)效率，打印(yin)模(mo)型(xing)最大尺(chi)寸(cun)為94mm（L）*52mm（W）*45mm（H），而且(qie)其支持多(duo)種樹脂材料(liao)打印(yin)，例(li)如(ru)韌性(xing)樹脂、耐(nai)高(gao)溫(wen)樹脂、生物(wu)醫用樹脂、柔性(xing)樹脂等等，能(neng)夠最(zui)大限(xian)度的(de)滿足不同客(ke)戶的需求(qiu)。

圖(tu)4   S140設(she)備簡圖(tu)

     該(gai)裝(zhuang)置是(shi)壹(yi)個(ge)開(kai)創性(xing)的(de)解(jie)。方(fang)案，並且(qie)是(shi)在(zai)醫療檢測(ce)使用3D打印(yin)的壹(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)示(shi)例(li)。再次證(zheng)明了(le)3D打印(yin)技術(shu)將是(shi)醫療行業不。可。或。缺(que)的壹(yi)部(bu)分。