微(wei)納(na)3D打(da)印：推動生(sheng)物(wu)支架(jia)研(yan)發(fa)進(jin)程，實現醫療器(qi)械(xie)自主(zhu)創(chuang)新

在心(xin)血(xue)管疾病(bing)發(fa)病(bing)率(lv)升(sheng)高(gao)、人(ren)口老(lao)齡(ling)化(hua)加(jia)劇(ju)以(yi)及(ji)微(wei)創(chuang)醫療技術(shu)不(bu)斷(duan)進(jin)步(bu)的復(fu)合背景下，生物支架(jia)的市(shi)場(chang)需求(qiu)持續擴(kuo)大。定(ding)制化(hua)治(zhi)療技術(shu)的發(fa)展(zhan)促(cu)進(jin)了生(sheng)物支(zhi)架(jia)的創(chuang)新，重點在(zai)於(yu)降(jiang)低支(zhi)架(jia)梁的厚(hou)度(du)、縮(suo)小直徑(jing)和(he)延長(chang)長(chang)度(du)，以增強其(qi)在(zai)復(fu)雜血(xue)管中(zhong)的輸送性(xing)能，進(jin)而提升支架(jia)的靈活(huo)性(xing)、精細(xi)度(du)和(he)準(zhun)確(que)性(xing)。

3D打(da)印(yin)技術(shu)以(yi)其高效率(lv)、高(gao)精度(du)、高質量(liang)和(he)高設計(ji)自由(you)度(du)的特點(dian)，在(zai)醫(yi)療設備(bei)和(he)器(qi)械(xie)制造領域展(zhan)現出顯(xian)著(zhu)優(you)勢，有效提升了治(zhi)療效果(guo)和(he)患(huan)者的生活(huo)品(pin)質。摩(mo)方(fang)精密(mi)作為(wei)全球(qiu)微納(na)3D打印技術(shu)及(ji)精密(mi)加(jia)工解決(jue)方(fang)案(an)的提供(gong)商(shang)，能(neng)夠(gou)迅(xun)速響應客戶(hu)需(xu)求(qiu)，定(ding)制化(hua)生產(chan)出(chu)復(fu)雜精密(mi)的原型，顯(xian)著(zhu)加(jia)速臨床前(qian)測(ce)試階(jie)段的產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)進(jin)程。

智慧(hui)醫療前沿(yan) 行業(ye)熱點聚(ju)焦

據(ju)Precedence Research統(tong)計，全球支架(jia)技(ji)術(shu)市(shi)場(chang)規(gui)模(mo)在2024年(nian)達(da)到(dao)了16.9億美元，預(yu)計(ji)到(dao)2034年(nian)將(jiang)增(zeng)長至(zhi)43.9億美元，期間的復(fu)合年(nian)增(zeng)長率（CAGR）為(wei)10%。支架(jia)技(ji)術(shu)在(zai)受損(sun)組織(zhi)、再生和(he)修復(fu)領域的應用(yong)不(bu)斷(duan)擴(kuo)展(zhan)，是(shi)推(tui)動全(quan)球(qiu)支架(jia)技(ji)術(shu)市(shi)場(chang)增長的主(zhu)要(yao)因素(su)。

此外(wai)，人們(men)不(bu)健(jian)康(kang)的飲食習(xi)慣、長(chang)時間久坐(zuo)的生活(huo)方(fang)式以及(ji)壓(ya)力增大的問題日(ri)漸突(tu)出(chu)，這(zhe)導致(zhi)了對(dui)於(yu)高效(xiao)心臟(zang)病(bing)學幹預(yu)方(fang)案(an)的迫切(qie)需(xu)求(qiu)。同時(shi)，我國(guo)致(zhi)力於(yu)加(jia)強醫(yi)療基礎(chu)設施(shi)建(jian)設及(ji)引(yin)進(jin)醫療設備(bei)，此(ci)項政策(ce)有效(xiao)促(cu)進(jin)了相(xiang)關(guan)市(shi)場(chang)的擴展(zhan)。

創(chuang)新技(ji)術(shu)驅(qu)動 塑(su)造發(fa)展(zhan)新(xin)動能(neng)

摩(mo)方(fang)精密(mi)致(zhi)力於(yu)探索(suo)微納(na)3D打印在生物支(zhi)架(jia)領域更(geng)多元的創(chuang)新應用(yong)場(chang)景，希望為(wei)生物(wu)醫療行業(ye)帶來突(tu)破(po)。接(jie)下(xia)來(lai)，通(tong)過以(yi)下五組客戶(hu)應用(yong)案例(li)，共同領略(lve)這(zhe)些微(wei)小卻(que)強大的結構(gou)創(chuang)造的無限(xian)生(sheng)命(ming)可(ke)能。

①靜電紡(fang)絲3D支架(jia)

武(wu)漢(han)大學(xue)中(zhong)南醫(yi)院蔡林教授(shou)團(tuan)隊(dui)受(shou)多(duo)層(ceng)漁(yu)網結構(gou)的啟發(fa)，通(tong)過模(mo)板輔助靜電紡(fang)絲和(he)微納(na)3D打(da)印(yin)技術(shu)的結合(he)，開(kai)發(fa)了壹(yi)種3D納(na)米(mi)纖(xian)維支(zhi)架(jia)。這(zhe)種拓撲(pu)結(jie)構，特別(bie)是(shi)富(fu)含(han)鍶(si)羥基(ji)磷(lin)灰石（SrHAp）的聚(ju)己(ji)內酯/絲(si)素(su)蛋白(bai)納米(mi)纖(xian)維，在(zai)協同促(cu)進(jin)血(xue)管生成、增強成骨(gu)和(he)抑制破骨(gu)細(xi)胞(bao)分(fen)化(hua)方(fang)面(mian)發(fa)揮(hui)著(zhe)關(guan)鍵作用(yong)。

團(tuan)隊(dui)利(li)用(yong)摩方(fang)精密(mi)面投(tou)影微(wei)立體(ti)光刻(PμSL)技術(shu)（nanoArch® S130，精度(du)：2μm）在靜電紡(fang)絲膜上打印水凝膠點陣結(jie)構(gou)，通(tong)過膜(mo)層(ceng)的組裝獲(huo)得(de)3D支(zhi)架(jia)，提(ti)高3D支架(jia)作(zuo)為(wei)組織(zhi)工程平臺(tai)的適用(yong)性。該(gai)支(zhi)架(jia)植(zhi)入僅8周內，就(jiu)在整(zheng)個植(zhi)入(ru)區域引(yin)發(fa)了大量(liang)新骨(gu)的生長(chang)，展(zhan)現了近(jin)100%的修復(fu)效率(lv)，這(zhe)壹成果為(wei)治(zhi)療骨(gu)質(zhi)疏(shu)松(song)性(xing)骨(gu)缺損(sun)提供(gong)了壹(yi)種具(ju)有(you)潛(qian)力的治(zhi)療策略(lve)。

②生(sheng)物活(huo)性(xing)BG /GO支架(jia)

上(shang)海(hai)交通(tong)大學(xue)等(deng)團(tuan)隊(dui)研(yan)究(jiu)基於(yu)表面(mian)改性(xing)的3D打印(yin)多(duo)孔生(sheng)物活(huo)性(xing)玻璃(BG) /氧(yang)化(hua)石墨(mo)烯（GO）支架(jia)對(dui)巨噬細(xi)胞(bao)活(huo)化(hua)和(he)骨(gu)再生的影響。該(gai)團(tuan)隊(dui)利(li)用(yong)摩方(fang)精密(mi)microArch® S240（精度(du)：10μm）3D打印設備(bei)，成功打(da)印了生(sheng)物支(zhi)架(jia)。

其(qi)打印結構(gou)為(wei)多孔圓柱，整(zheng)體(ti)尺寸(cun)12.5*2mm³，燒(shao)結(jie)前(qian)孔徑(jing)500μm、燒(shao)結(jie)後(hou)(孔徑(jing)300-350μm，桿(gan)徑(jing)約200-250μm)，孔隙率(lv)80%。該(gai)研(yan)究(jiu)成功實現了骨(gu)再生，有望(wang)用(yong)於(yu)臨床骨(gu)缺損(sun)的治(zhi)療中(zhong)。

③光固化(hua)水凝膠制備多(duo)種支(zhi)架(jia)

湖(hu)南大學(xue)韓曉筱(xiao)教授(shou)團(tuan)隊(dui)提(ti)出(chu)了壹(yi)種光吸(xi)收(shou)與自由(you)基反應協(xie)同作(zuo)用(yong)的光散射(she)抑(yi)制新機(ji)制，並基(ji)於(yu)此機(ji)制開(kai)發(fa)了壹(yi)種新(xin)型(xing)光抑制劑(ji)（Cur-Na），有(you)效抑制光輔助3D打印(yin)中(zhong)的光散射(she)效(xiao)應。

團(tuan)隊(dui)將(jiang)添加(jia)了Cur-Na的生物(wu)墨(mo)水應用(yong)到(dao)摩方(fang)精密(mi)nanoArch® S130（精度(du)：2μm）光固化(hua)打印(yin)機中(zhong)，成功地(di)制造了各(ge)種具(ju)有(you)多(duo)尺度(du)通(tong)道和(he)薄壁網絡結(jie)構(gou)的生物(wu)活(huo)性(xing)功能(neng)支架(jia)（仿(fang)生支架(jia)，可(ke)灌(guan)註血(xue)管網絡，極小三(san)周(zhou)期(qi)曲(qu)面等(deng)），證明(ming)了該(gai)光抑制劑(ji)在(zai)制造具有(you)小尺(chi)度(du)特征的功能(neng)性(xing)載(zai)細(xi)胞(bao)3D支(zhi)架(jia)方(fang)面(mian)的優異(yi)能力。

④復(fu)合心(xin)血(xue)管支架(jia)

來(lai)自香港城(cheng)市(shi)大學(xue)等(deng)團(tuan)隊(dui)設計(ji)和(he)制造了具(ju)有高(gao)徑(jing)向(xiang)強度(du)的薄壁3D打(da)印復(fu)合心(xin)血(xue)管支架(jia)，成功實現了壁厚(hou)約(yue)為(wei)150μm且具有高徑(jing)向(xiang)強度(du)的復(fu)合支(zhi)架(jia)。該(gai)研(yan)究(jiu)為(wei)解決(jue)薄(bo)壁厚(hou)度(du)和(he)高徑(jing)向(xiang)強度(du)無法同時(shi)實現的困境提供(gong)了壹(yi)種潛(qian)在(zai)的解決(jue)方(fang)案(an)，並(bing)激發(fa)了更(geng)多基(ji)於(yu)新型(xing)3D打印(yin)力學超(chao)材(cai)料(liao)醫療設備(bei)應用(yong)的靈感(gan)。

該(gai)研(yan)究(jiu)采(cai)用(yong)摩方(fang)精密(mi)nanoArch® S140（精度(du)：10μm），利(li)用(yong)PμSL技術(shu)打(da)印鏤空支架(jia)結(jie)構結合磁(ci)控濺(jian)射(she)鍍(du)金(jin)，制備具(ju)有良(liang)好(hao)的細(xi)胞(bao)兼(jian)容(rong)性(xing)和(he)高徑(jing)向(xiang)強度(du)的復(fu)合血(xue)管支架(jia)。該(gai)支(zhi)架(jia)結(jie)構的直徑(jing)3.5mm，長度(du)9.4mm，支柱厚(hou)度(du)120μm，壁厚(hou)150-250μm。

⑤仿(fang)生水凝膠支架(jia)用(yong)於(yu)肌(ji)腱再生

來自浙江大學(xue)的團(tuan)隊(dui)研(yan)發(fa)了壹(yi)種具(ju)有(you)平行(xing)排列(lie)基(ji)底層(ceng)結(jie)構(gou)的Exos-Yap1功能(neng)化(hua)GelMA水凝膠，以增(zeng)強TSPCs的粘附性(xing)，促(cu)進(jin)細(xi)胞(bao)幹(gan)性，並(bing)將(jiang)再生細(xi)胞(bao)引(yin)導(dao)至(zhi)肌(ji)腱，用(yong)於(yu)體外(wai)和(he)體內肌(ji)腱再生。

該(gai)團(tuan)隊(dui)使(shi)用(yong)摩方(fang)精密(mi)nanoArch® S130（精度(du)：2μm）打印出(chu)平行(xing)排列(lie)的溝(gou)槽結(jie)構(gou)，整(zheng)體(ti)尺寸(cun)約(yue)5*4.7mm²，結合PDMS翻(fan)模(mo)制備仿(fang)生水凝膠支架(jia)，可(ke)修復(fu)肌(ji)腱缺損(sun)、實現體外(wai)/體內肌(ji)腱再生，在臨床上(shang)有巨(ju)大應用(yong)潛(qian)力。

盡(jin)管(guan)3D打印技術(shu)在(zai)生物醫療領域已取(qu)得(de)顯(xian)著(zhu)成就(jiu)，但(dan)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)尚(shang)處於(yu)研(yan)發(fa)和(he)試驗(yan)階(jie)段，存在免(mian)疫反應、血(xue)管化(hua)、多組織(zhi)打印、仿生(sheng)結(jie)構(gou)等(deng)諸(zhu)多方(fang)面(mian)的瓶(ping)頸(jing)，仍需(xu)要(yao)更(geng)廣泛的臨床驗(yan)證和(he)實際(ji)應用(yong)以確(que)證其可(ke)行性(xing)與實效(xiao)性。

展(zhan)望(wang)未來(lai)，摩(mo)方(fang)精密(mi)將(jiang)持續通(tong)過技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)、材(cai)料(liao)創(chuang)新、臨床協(xie)作及(ji)跨(kua)學科(ke)融合等(deng)多(duo)維度(du)的優化(hua)策略(lve)，不(bu)斷(duan)推(tui)動生(sheng)物(wu)醫療產(chan)業(ye)的創(chuang)新與高質(zhi)量(liang)發(fa)展(zhan)。