微流控(kong)技術如(ru)何(he)為(wei)運(yun)動(dong)員(yuan)帶來(lai)競(jing)技優(you)勢？

當聖火在(zai)塞納河上燃起(qi)，全(quan)球的目(mu)光再(zai)次(ci)聚焦於(yu)這(zhe)場體育盛事(shi)——2024年(nian)Paris the Olympic Games。

然(ran)而，今年(nian)的巴黎(li)體育賽事(shi)不僅僅是體育競(jing)技的展(zhan)示(shi)，更(geng)是壹場(chang)科(ke)技的盛宴(yan)。隨著新壹(yi)代增材(cai)制造(zao)技術的興(xing)起(qi)，3D打(da)印(yin)技術在多個領域(yu)得(de)到(dao)了廣(guang)泛(fan)的應用(yong)和展(zhan)示(shi)。從(cong)3D打(da)印(yin)的反(fan)曲(qu)弓握(wo)把、滑(hua)板公園(yuan)，到(dao)自行車手套(tao)和車座等各(ge)類(lei)運(yun)動(dong)器(qi)械(xie)的精密零部(bu)件，3D打(da)印(yin)技術不僅為(wei)運(yun)動(dong)員(yuan)提供(gong)了(le)更加(jia)個性(xing)化、輕量(liang)化、高性(xing)能(neng)的裝(zhuang)備，還在(zai)場地設施(shi)、環保(bao)宣(xuan)傳(chuan)等多個方(fang)面展(zhan)現(xian)了(le)其(qi)特(te)別(bie)的魅力(li)。

01 極限加(jia)工(gong)，跨尺(chi)度賦能(neng)

微(wei)流控(kong)技術（Microfluidics）是壹種(zhong)在(zai)微尺(chi)度上進(jin)行(xing)流體控制的技術，它通(tong)過(guo)精細(xi)調控(kong)流體流動(dong)，實(shi)現(xian)對生物、化學和(he)物(wu)理(li)過程(cheng)的精準控(kong)制，廣(guang)泛(fan)應用(yong)於(yu)健(jian)康(kang)監(jian)測(ce)、基因檢測、藥(yao)物(wu)監(jian)測(ce)和篩(shai)選(xuan)以(yi)及運(yun)動(dong)器(qi)材(cai)研發(fa)等多個方(fang)面。

在(zai)運(yun)動(dong)科(ke)學領域(yu)，微(wei)流控(kong)技術發(fa)揮著重要(yao)作(zuo)用(yong)，可(ke)用(yong)於(yu)即時分(fen)析運(yun)動(dong)員(yuan)的生(sheng)物(wu)標誌物，如(ru)血糖(tang)、乳(ru)酸水(shui)平等，幫助教(jiao)練和(he)醫療(liao)團隊做(zuo)出(chu)更(geng)科(ke)學的決策(ce)，從而優化運(yun)動(dong)員(yuan)的訓(xun)練和(he)比(bi)賽策(ce)略。

隨著微納3D打(da)印(yin)技術的叠(die)代發(fa)展(zhan)，摩(mo)方(fang)精密最(zui)新發(fa)布的復合精度光固(gu)化3D打(da)印(yin)技術D系(xi)列(lie)設備，可(ke)智能識(shi)別(bie)捕(bu)捉(zhuo)復雜(za)模(mo)型的精細(xi)結(jie)構特(te)征(zheng)，實(shi)現(xian)同(tong)層與跨層平面的雙精度自動切(qie)換打(da)印(yin)，快速將(jiang)模(mo)型數據形成(cheng)實(shi)物，有(you)效解決增材(cai)制造(zao)中(zhong)高(gao)精度和大(da)幅(fu)面的固(gu)有(you)矛盾，具(ju)有(you)簡(jian)化步(bu)驟，縮(suo)短論(lun)證時間(jian)和開(kai)發(fa)周期等優勢，為(wei)微流控(kong)技術的研(yan)發(fa)提供(gong)了(le)更廣(guang)闊的創新(xin)空間(jian)。

02 領域(yu)多元，創新(xin)性(xing)應用(yong)

微流控(kong)技術以(yi)其特(te)別(bie)的優(you)勢，在時間(jian)和空間(jian)上為(wei)運(yun)動(dong)科(ke)學領域(yu)帶(dai)來(lai)了革(ge)命(ming)性(xing)的技術解決方(fang)案(an)，通(tong)過(guo)對生物、化學和(he)物(wu)理(li)過程(cheng)的高(gao)度集成(cheng)，為(wei)運(yun)動(dong)科(ke)學提供(gong)了(le)強(qiang)大(da)的技術支(zhi)持。

①美(mei)國(guo)聖母(mu)大(da)學

來(lai)自美(mei)國(guo)聖母(mu)大(da)學的Hsueh-Chia Chang教(jiao)授(shou)團(tuan)隊(dui)研(yan)發(fa)了(le)壹種無(wu)偏差(cha)、高通(tong)量(liang)和(he)高產量(liang)的連(lian)續等電(dian)位(wei)分(fen)離(li)納米載體分離(li)技術。

研究(jiu)團隊采用摩(mo)方(fang)精密面投影(ying)微立體光刻（PμSL）高(gao)精度3D打(da)印(yin)技術制作(zuo)出(chu)CIF微(wei)流控(kong)平臺。該研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)實(shi)現(xian)了(le)從(cong)血(xue)漿(jiang)、尿(niao)液和唾(tuo)液中(zhong)全(quan)面無(wu)偏差(cha)地分(fen)離(li)核糖(tang)核蛋白，為(wei)3D打(da)印(yin)微流控(kong)芯(xin)片進行(xing)疾病監(jian)控(kong)提供(gong)了(le)全新視角。

②中(zhong)南大(da)學

中(zhong)南大(da)學湘雅(ya)醫院皮膚科(ke)、芙蓉(rong)實(shi)驗室(shi)、中(zhong)南大(da)學機電(dian)工(gong)程學(xue)院等研究(jiu)團隊發(fa)明(ming)了壹種可(ke)控(kong)微(wei)流控(kong)聲(sheng)空化策(ce)略，該方(fang)法(fa)有(you)助於(yu)在不改(gai)變(bian)流率(lv)比(bi)（FRR）的條件下(xia)精確調節(jie)脂質(zhi)體藥物的粒徑(jing)分(fen)布。

研究(jiu)團隊使用(yong)摩(mo)方(fang)精密PμSL高精度3D打(da)印(yin)技術（nanoArch® S140，精度：10μm）制作(zuo)了(le)微(wei)流控(kong)混(hun)合芯(xin)片，並(bing)通(tong)過(guo)仿真計算設計了(le)超聲(sheng)換能器(qi)，最(zui)終將(jiang)微(wei)流控(kong)混(hun)合芯(xin)片和超聲(sheng)換能器(qi)裝(zhuang)配(pei)成(cheng)了(le)微(wei)流控(kong)聲(sheng)空化芯(xin)片，在調節(jie)藥效學和藥代動力學(xue)方面具(ju)有(you)巨(ju)大(da)的應用(yong)潛力。

③上(shang)海(hai)理(li)工(gong)大(da)學

受(shou)活字(zi)印(yin)刷(shua)技術的啟(qi)發(fa)，上(shang)海(hai)理(li)工(gong)大(da)學、中(zhong)國(guo)科(ke)學院深(shen)圳先進技術研究(jiu)院和加(jia)拿大(da)曼尼托(tuo)巴大(da)學的研(yan)究(jiu)人員合作(zuo)開(kai)發(fa)了(le)壹種用於(yu)微流控(kong)制造(zao)的3D自由組(zu)裝模(mo)塊(kuai)化微流控(kong)方(fang)案。

實(shi)驗中(zhong)團(tuan)隊采用摩(mo)方(fang)精密microArch® S130和P140制備多個微(wei)流控(kong)模(mo)塊(kuai)。該研(yan)究(jiu)所(suo)提出(chu)的3D自由組(zu)裝模(mo)塊(kuai)化微流控(kong)方(fang)案為(wei)微流控(kong)系(xi)統(tong)的原型設計提供(gong)了(le)壹種新的技術，為(wei)濃度梯度生成(cheng)、液(ye)滴(di)生(sheng)成(cheng)和(he)操(cao)縱(zong)、細(xi)胞捕(bu)獲和(he)藥物(wu)篩(shai)選(xuan)提供(gong)了(le)新的研(yan)究(jiu)途(tu)徑。

④中(zhong)國(guo)科(ke)學院上海(hai)矽(gui)酸(suan)鹽研究(jiu)所(suo)

中(zhong)國(guo)科(ke)學院上海(hai)矽(gui)酸(suan)鹽研究(jiu)所(suo)和(he)國(guo)科(ke)大(da)杭(hang)州(zhou)高(gao)等研究(jiu)院化學與(yu)材(cai)料(liao)科(ke)學學(xue)院研究(jiu)人員自主開(kai)發(fa)具(ju)有(you)全(quan)新微通(tong)道(dao)結(jie)構的螺(luo)旋(xuan)聚焦流微(wei)反(fan)應器(qi)，並(bing)將(jiang)其(qi)與自主開(kai)發(fa)的高(gao)通(tong)量(liang)自動化納米顆粒篩(shai)選(xuan)平臺進(jin)行(xing)了(le)有(you)效整合，從(cong)而快速獲得(de)同時滿(man)足(zu)期望(wang)平均粒徑(jing)和(he)最(zui)小多分散系(xi)數(shu)的載藥納米脂質體最(zui)佳制備工(gong)藝(yi)條件。

本(ben)研(yan)究(jiu)所(suo)開(kai)發(fa)的螺(luo)旋(xuan)聚焦流微(wei)反(fan)應器(qi)采用摩(mo)方(fang)精密nanoArch® S140（精度：10 μm）制備而成(cheng)，有(you)效克(ke)服(fu)傳(chuan)統(tong)鍵(jian)合方(fang)法(fa)所(suo)引起的通(tong)道(dao)堵(du)塞和結(jie)構穩(wen)定性(xing)差(cha)等問(wen)題(ti)。該螺(luo)旋(xuan)聚焦流微(wei)反(fan)應器(qi)技術開發(fa)的多種裝(zhuang)備對提高納米藥物質(zhi)量(liang)和(he)促進(jin)產(chan)業化應用(yong)具(ju)有(you)重(zhong)要推(tui)動(dong)作(zuo)用(yong)。

⑤上(shang)海(hai)大(da)學
為(wei)了解(jie)決通(tong)過(guo)對炎癥因子(zi)的檢測靈敏(min)度的限制問(wen)題(ti)，上(shang)海(hai)大(da)學張(zhang)源(yuan)課題(ti)組(zu)提出(chu)了(le)壹(yi)種(zhong)合理(li)有(you)效的電(dian)化學免(mian)疫傳感(gan)器件(jian)設計策(ce)略。

該團(tuan)隊以(yi)ZIF-8@Ag NWs為(wei)電(dian)極材(cai)料(liao)，結(jie)合摩(mo)方(fang)精密nanoArch® S140（精度：10 μm）3D打(da)印(yin)設備和絲網(wang)印(yin)刷(shua)技術，開發(fa)了(le)壹種多通(tong)道(dao)的電(dian)化學免(mian)疫傳感(gan)微流控(kong)芯(xin)片，用於(yu)血清(qing)中(zhong)炎(yan)癥因子(zi)IL-6和(he)IL-8的聯(lian)合檢測，為(wei)疾病轉歸的預測(ce)提供(gong)了(le)重要技術支(zhi)持。

3D打(da)印(yin)技術在巴黎(li)賽事(shi)上(shang)的廣(guang)泛(fan)應用(yong)，不僅是科(ke)技與(yu)體育精美(mei)結(jie)合，更(geng)是人類(lei)智慧和創造(zao)力(li)的集中(zhong)展(zhan)現(xian)。它不僅為(wei)運(yun)動(dong)員(yuan)提供(gong)了(le)更加(jia)個性(xing)化、高性(xing)能(neng)的裝(zhuang)備和設施(shi)支(zhi)持，還推(tui)動(dong)了(le)體育產業的數(shu)字(zi)化轉型和可(ke)持(chi)續發(fa)展(zhan)。

摩(mo)方(fang)精密始終堅守創新(xin)理(li)念(nian)，正(zheng)如(ru)運(yun)動(dong)員(yuan)在比(bi)賽中(zhong)追(zhui)求“更(geng)高(gao)、更快、更(geng)強(qiang)"的競(jing)技美(mei)學(xue)，不斷(duan)趕(gan)超打(da)破技術壁壘，持續推(tui)動(dong)微(wei)流控(kong)技術在運(yun)動(dong)科(ke)學、生(sheng)命(ming)科(ke)學、工(gong)業制造(zao)等多個領域(yu)的深(shen)入應用(yong)，為(wei)各(ge)行業(ye)的進(jin)步(bu)註(zhu)入源源不斷(duan)的動(dong)力(li)。

壹(yi)起盡情(qing)地(di)享受(shou)這(zhe)個夏天吧(ba)，讓我(wo)們和運(yun)動(dong)員(yuan)們壹起(qi)，投入這(zhe)場盛大(da)精彩的體育盛宴(yan)，感(gan)受(shou)昂揚的青(qing)春(chun)與(yu)活力。