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3D打印(yin)≠玩具制(zhi)造!摩方(fang)的(de)這些(xie)硬(ying)核應用正(zheng)在(zai)改變妳的(de)生活
更(geng)新(xin)時(shi)間:2025-04-15
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當3D打(da)印技術以(yi)微米(mi)級(ji)的精度突(tu)破(po)想(xiang)象(xiang)邊(bian)界(jie),它早(zao)已(yi)不再是“塑料(liao)玩具"“模型手(shou)辦"的(de)代名詞(ci)。摩方(fang)高(gao)精度3D打印正(zheng)在(zai)悄(qiao)然(ran)深(shen)入(ru)普(pu)通(tong)人的生(sheng)活:從癌癥(zheng)治(zhi)療的精準(zhun)用(yong)藥,到(dao)5G網絡的極(ji)速體驗;從(cong)無(wu)痛(tong)看牙的(de)“黑科(ke)技",到慢性(xing)病的動(dong)態監(jian)測(ce)……這些(xie)看似(si)遙遠(yuan)的(de)“未來(lai)場(chang)景",都是摩(mo)方(fang)精密正(zheng)在(zai)參與(yu)和(he)落(luo)地(di)的現(xian)實。
科(ke)技創(chuang)新(xin)的根(gen)本在(zai)於普(pu)惠大(da)眾(zhong),當微米(mi)級(ji)精度成為(wei)標(biao)配,受益的(de)不(bu)僅是產業(ye),更(geng)是每壹(yi)個普(pu)通(tong)人。此(ci)篇(pian)帶大(da)家(jia)解(jie)鎖摩(mo)方(fang)技術應用於普(pu)通(tong)人息息(xi)相(xiang)關的(de)場(chang)景中(zhong)的“隱(yin)藏技能(neng)"。
導(dao)讀:① 摩方(fang)3D打(da)印微流控技術,打造(zao)更(geng)精準(zhun)控釋“抗癌微球(qiu)"② 可(ke)穿(chuan)戴(dai)微型(xing)生物(wu)傳感器:慢(man)性(xing)病管理(li)的“貼(tie)身(shen)衛(wei)士(shi)"③ 高(gao)精度極(ji)薄陶(tao)瓷(ci)牙貼(tie)面(mian):齒科(ke)修復(fu)的“無(wu)創(chuang)革命(ming)"④ 精密電子連接器(qi):5G速(su)度背後的“隱(yin)形功(gong)臣"⑤ 微型(xing)機器(qi)人(ren):血管(guan)中的(de)“智(zhi)能(neng)清道(dao)夫(fu)"
化療藥物(wu)副作(zuo)用(yong)大(da)?傳統(tong)載藥微球(qiu)因粒(li)徑(jing)不(bu)均(jun),常(chang)導(dao)致不能(neng)精準(zhun)給(gei)藥、藥物(wu)浪費、療效不(bu)穩。北京(jing)大(da)學(xue)與摩(mo)方(fang)精密聯合共建(jian)的(de)精密增(zeng)材制(zhi)造技術聯合實驗室(shi)(以(yi)下(xia)簡(jian)稱(cheng)“實驗室(shi)"),在(zai)基於高(gao)精度3D打印微流控芯片技術的載藥微球(qiu)制(zhi)備領(ling)域(yu)取(qu)得(de)了重要技術突(tu)破(po)。實驗室(shi)借助摩(mo)方(fang)的(de)精密制(zhi)造能(neng)力(li),研(yan)發出了可(ke)制(zhi)備高(gao)通(tong)量(liang)、高(gao)均(jun)壹(yi)性(xing)載藥微球(qiu)的(de)微流控芯片,不僅彌補(bu)了我國在(zai)載藥微球(qiu)高(gao)精度制(zhi)備領(ling)域(yu)長期(qi)存(cun)在(zai)的(de)技術短板,更(geng)在(zai)高(gao)通(tong)量(liang)微流控芯片研發中實現(xian)了革(ge)命(ming)性(xing)創(chuang)新(xin)。此(ci)外,基於該(gai)微流控技術制(zhi)備的載藥微球(qiu)還展現(xian)出更(geng)精確的藥物(wu)控釋性(xing)能(neng),其(qi)粒(li)徑(jing)分布均(jun)勻(yun)性(xing)顯著優於傳統(tong)制(zhi)備方(fang)法(fa)。
對於普(pu)通(tong)人來(lai)說,解決(jue)了(le)通(tong)量(liang)受限、粒(li)徑(jing)分布不(bu)均(jun)、生(sheng)產成本高(gao)及制(zhi)備效率(lv)低等(deng)難題(ti)的載藥微球(qiu),不(bu)僅意味著相(xiang)關治(zhi)療費用(yong)的(de)降低,藥物(wu)利(li)用率(lv)也能(neng)大(da)幅提升,同(tong)時(shi)副作(zuo)用(yong)也能(neng)相(xiang)對降低。
圖:利(li)用摩(mo)方(fang)技術生產的(de)微球(qiu)實現(xian)了生(sheng)產粒(li)徑(jing)的(de)均(jun)壹(yi)可控
日常(chang)疾病管理(li)還要頻(pin)繁紮手指測(ce)血糖(tang)和酮體?過(guo)去(qu)幾(ji)十(shi)年(nian)來(lai),全球(qiu)肥(fei)胖率(lv)持(chi)續上(shang)升,低碳(tan)水化合物飲(yin)食隨(sui)之(zhi)興起。其中,生酮飲食(shi)因其在(zai)癲(dian)癇治(zhi)療中的(de)成功(gong)而(er)備受關註(zhu)。然(ran)而(er),目前監(jian)測(ce)酮體和(he)葡(pu)萄(tao)糖水平仍主要依(yi)賴(lai)反復(fu)指尖(jian)采(cai)血,不(bu)僅繁瑣,還給(gei)患者帶(dai)來(lai)生理(li)和心(xin)理(li)負(fu)擔。
摩方(fang)利(li)用高(gao)精度3D打印技術,助力(li)科學家(jia)開發基於微針(zhen)列(lie)陣的生物傳感器,實現(xian)實時(shi)監(jian)測(ce)間質(zhi)酮和葡(pu)萄(tao)糖水平,為(wei)生(sheng)酮飲食(shi)管(guan)理(li)提供更(geng)智(zhi)能(neng)的(de)方(fang)案(an)。該(gai)傳感器由3D打(da)印(yin)微針(zhen)和垂(chui)直石(shi)墨(mo)烯(xi)電極(ji)構(gou)成,能(neng)夠(gou)同(tong)步檢(jian)測(ce)間質(zhi)液中的(de)生(sheng)物(wu)標(biao)誌(zhi)物(wu)。按(an)壓(ya)微針(zhen),空(kong)心(xin)微針(zhen)陣列(lie)持(chi)續采(cai)集(ji)間(jian)質(zhi)液(ISF),並由雙(shuang)分析電極(ji)進行(xing)檢測(ce)。該(gai)設(she)備集(ji)成微型(xing)電化學(xue)分析儀,可通(tong)過(guo)無(wu)線數(shu)據傳輸至智(zhi)能(neng)設(she)備,便(bian)於用戶實時(shi)查看數(shu)據。此(ci)外,以(yi)往的(de)研(yan)究表(biao)明(ming),當(dang)微針(zhen)長度(du)超(chao)過(guo)1000 μm時(shi),引(yin)起的疼痛(tong)明(ming)顯增(zeng)加(jia),因此(ci),在(zai)這項(xiang)研(yan)究中(zhong),微針(zhen)的高(gao)度被優化為(wei)1000 μm,以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度地(di)減(jian)輕(qing)應用於人體皮(pi)膚(fu)時(shi)的痛(tong)感。
隨(sui)著這壹(yi)技術的成熟(shu),它將為(wei)肥(fei)胖(pang)癥(zheng)、癲(dian)癇(xian)、糖(tang)尿(niao)病、阿(e)爾(er)茨海(hai)默病等需(xu)生酮飲食(shi)輔助治(zhi)療的人(ren)群帶來(lai)創(chuang)造性(xing)的健康(kang)管(guan)理(li)方(fang)式(shi)。
想要修復(fu)牙齒(chi),讓(rang)牙齒(chi)看起來(lai)美觀、健康(kang),但(dan)是又害怕磨牙的(de)痛(tong)苦?
摩(mo)方(fang)聯(lian)合北大(da)口腔,持(chi)續投(tou)入(ru)三(san)年,通(tong)過(guo)設(she)備革(ge)新(xin)、材料(liao)創(chuang)新(xin)和生(sheng)產工藝(yi)革(ge)新(xin)三大(da)核心(xin)技術破(po)局(ju),除(chu)了(le)能(neng)保(bao)證(zheng)高(gao)精度的尺寸(cun)及(ji)形態(tai)控制(zhi),更(geng)能(neng)實現(xian)傳統(tong)加(jia)工無(wu)法(fa)制(zhi)造的極(ji)薄貼(tie)面(mian)的生(sheng)產制(zhi)造。摩方(fang)0.08毫(hao)米氧化鋯(gao)牙齒(chi)貼面(mian),厚度約等於壹(yi)根(gen)頭發絲(si)直(zhi)徑(jing),產品(pin)強韌度卻不輸傳統(tong)制(zhi)造方(fang)法(fa)。這不(bu)僅刷新(xin)了全球(qiu)齒(chi)科修復(fu)體制(zhi)造的精度紀錄,更(geng)獲(huo)得(de)美國FDA 510(k)認證和(he)國內三類醫療器械註冊(ce)證(zheng),實現(xian)了從(cong)實驗室(shi)到(dao)臨(lin)床應用的(de)跨(kua)越(yue)。在(zai)研(yan)發階(jie)段(duan),該(gai)項(xiang)目(mu)還曾(zeng)獲(huo)批2023年(nian)國家(jia)“十(shi)四五(wu)"重點研發計劃(hua)重點專項(xiang)。
這壹(yi)開創(chuang)性(xing)的極(ji)薄牙齒(chi)貼面(mian)產品(pin),可以(yi)讓(rang)患(huan)者免(mian)磨牙實現(xian)牙齒(chi)的修復(fu)和美(mei)觀,有(you)效(xiao)減(jian)少疼痛(tong)和不(bu)適(shi),預防修復(fu)體邊(bian)緣(yuan)遠(yuan)期(qi)微滲(shen)透。對於普(pu)通(tong)人來(lai)說,由於可以(yi)免(mian)去(qu)備牙的(de)時(shi)間,做牙齒(chi)貼面(mian)的粘(zhan)接時(shi)間較(jiao)過(guo)去(qu)縮(suo)短(duan)30%,還不用(yong)頻(pin)繁出入口腔診(zhen)所(suo)。不(bu)僅如此(ci),由於不用磨牙,極(ji)薄牙齒(chi)貼面(mian)實現(xian)了可(ke)逆操(cao)作,采用鉺(er)激(ji)光(guang)技術可以(yi)在(zai)短(duan)短半小時(shi)拆(chai)除牙貼(tie)面(mian),恢復(fu)原(yuan)生(sheng)狀(zhuang)態。普(pu)通(tong)人想要牙齒(chi)美白、健康(kang)的(de)門(men)檻(kan)因此(ci)大(da)幅降低。
圖:摩(mo)方(fang)極(ji)薄牙齒(chi)貼面(mian)可讓(rang)患(huan)者免(mian)磨牙實現(xian)牙齒(chi)的美(mei)白和(he)修復(fu)
為(wei)何(he)妳的(de)5G網絡有時(shi)會(hui)“卡頓(dun)"?大(da)家(jia)可(ke)能(neng)不(bu)知道(dao),當(dang)妳流暢(chang)觀看高(gao)清視(shi)頻(pin)、進行(xing)清晰無(wu)延(yan)遲(chi)的(de)遠程(cheng)會(hui)議(yi)時(shi),背後離不(bu)開高(gao)精度3D打印制(zhi)造技術的支(zhi)持(chi)。
影響(xiang)5G信(xin)號(hao)傳輸速(su)度(du)的壹(yi)個關(guan)鍵因素是光(guang)信號(hao)的(de)損耗(hao),而(er)其中(zhong)光(guang)纖接口作為(wei)光(guang)發射(she)器和接收器之(zhi)間的(de)橋(qiao)梁,是造(zao)成信號(hao)衰減(jian)的(de)重要原(yuan)因之(zhi)壹(yi)。傳統(tong)光(guang)纖電纜(lan)接口因精度不足,易(yi)因接觸不良(liang)導(dao)致信號(hao)衰減(jian),從(cong)而(er)影響傳輸質(zhi)量(liang)和(he)速度。
而5G的(de)高(gao)速發展,對電子連接器(qi)的(de)要求也日益提高(gao)。連接器(qi)正(zheng)朝(chao)著(zhe)微型(xing)化、高(gao)精密化和(he)集(ji)成化方(fang)向(xiang)加(jia)速演(yan)進,同(tong)時(shi),產品(pin)型號(hao)增(zeng)多(duo)、開發周(zhou)期(qi)縮(suo)短(duan),這對制(zhi)造廠(chang)商(shang)提出了更(geng)高(gao)的研發叠代要求。要想(xiang)減(jian)少信號(hao)損耗(hao)、確(que)保(bao)高(gao)速穩定傳輸,連接器(qi)的(de)設(she)計優(you)化和(he)制(zhi)造精度至關重要。
在(zai)這壹(yi)背景(jing)下(xia),高(gao)精度3D打印設(she)備成為(wei)加(jia)速連接器(qi)更(geng)新(xin)叠代的關鍵。使用3D打(da)印(yin)進行(xing)原(yuan)型(xing)制(zhi)造,能(neng)大(da)大(da)縮(suo)短(duan)新(xin)產品(pin)開發周(zhou)期(qi),加(jia)快產品(pin)叠代、提高(gao)制(zhi)造精度,為(wei)高(gao)效的信(xin)號(hao)傳輸保(bao)駕(jia)護航(hang)。截(jie)至目前(qian),摩方(fang)已(yi)與全球(qiu)連接器(qi)企(qi)業建(jian)立了(le)合作,共同參與(yu)和(he)推(tui)動(dong)5G世界(jie)的(de)快速(su)叠代,為(wei)萬(wan)物(wu)互聯的(de)世界(jie)提供有力(li)支(zhi)持(chi)。
圖:摩(mo)方(fang)極(ji)薄牙齒(chi)貼面(mian)可讓(rang)患(huan)者免(mian)磨牙實現(xian)牙齒(chi)的美(mei)白和(he)修復(fu)
包括(kuo)心(xin)梗(geng)、中(zhong)風及肺(fei)栓塞(sai)等(deng)疾病在(zai)生(sheng)活中既常(chang)見(jian)又危(wei)險(xian),它們(men)都屬於血栓(shuan)癥(zheng),即(ji)血管(guan)內形成血栓(shuan)導(dao)致阻塞(sai)。傳統(tong)治(zhi)療方(fang)法(fa)通(tong)常包括(kuo)註(zhu)射(she)溶栓藥物(wu)或使用導(dao)管介入(ru)技術去(qu)除血栓(shuan),隨後再使(shi)用(yong)抗(kang)凝(ning)藥物(wu)阻止(zhi)復(fu)發。然(ran)而(er),溶栓藥物(wu)靶向性(xing)較(jiao)弱(ruo),較(jiao)難(nan)高(gao)效、安全地(di)溶解血栓(shuan);而導(dao)管介入(ru)技術對醫生的(de)技術要求較(jiao)高(gao),稍(shao)有不(bu)慎(shen)便(bian)可能(neng)引(yin)發二次堵(du)塞(sai)。
近(jin)年來(lai),科學(xue)家(jia)正(zheng)在(zai)研(yan)發微型(xing)機器(qi)人(ren)系(xi)統(tong),希(xi)望(wang)讓(rang)血栓(shuan)癥(zheng)的(de)治(zhi)療更(geng)精準(zhun)可(ke)控,避免(mian)傳統(tong)方(fang)法(fa)中無法(fa)觀察(cha)的(de)困(kun)境(jing)。壹(yi)種基於螺旋形微型(xing)機器(qi)人(ren)的方(fang)案(an)備受關註(zhu)。這種機器(qi)人(ren)主體采(cai)用(yong)摩(mo)方(fang)3D打(da)印技術制(zhi)造,並在(zai)結(jie)構(gou)中(zhong)預留(liu)磁性(xing)物質(zhi)的嵌(qian)入(ru)空(kong)間(jian)。在(zai)磁場(chang)驅動(dong)下(xia),它能(neng)夠(gou)產生(sheng)強對流,加(jia)速溶栓因子的物(wu)質(zhi)交換,同(tong)時(shi)施(shi)加(jia)剪(jian)切力,促(cu)進血栓(shuan)溶解產物(wu)的清除。
實驗表(biao)明(ming),與(yu)單純(chun)使(shi)用溶栓藥物(wu)相(xiang)比(bi),該(gai)方(fang)案(an)可提升血管(guan)的疏(shu)通(tong)效率(lv)(約4倍(bei)),溶栓率(lv)提高(gao)至350%,且不會(hui)產生(sheng)大(da)量(liang)血栓(shuan)碎片,從而(er)降(jiang)低二次堵(du)塞(sai)的(de)風險(xian)。此(ci)外,不同尺(chi)寸(cun)的(de)微型(xing)機器(qi)人(ren)可適(shi)用不同(tong)直徑(jing)的(de)血管(guan),使治(zhi)療更(geng)靈活。未來(lai),這壹(yi)技術的臨(lin)床應用有(you)望(wang)大(da)幅降低治(zhi)療難度(du)、縮(suo)短(duan)治(zhi)療時(shi)間,並加(jia)快術(shu)後恢復(fu),讓(rang)更(geng)多(duo)患(huan)者受益。
圖:摩(mo)方(fang)極(ji)薄牙齒(chi)貼面(mian)可讓(rang)患(huan)者免(mian)磨牙實現(xian)牙齒(chi)的美(mei)白和(he)修復(fu)
從癌癥(zheng)患(huan)者的(de)壹(yi)次用(yong)藥,到(dao)5G用戶的(de)壹(yi)次點擊;從(cong)糖尿(niao)病人的(de)壹(yi)個便(bian)攜式(shi)微針(zhen)傳感器穿(chuan)戴(dai),到(dao)牙齒(chi)修復(fu)的0.08毫(hao)米(mi)厚度的貼(tie)面(mian)……摩方(fang)精密用高(gao)達2微米(mi)精度的制(zhi)造能(neng)力(li)證(zheng)明(ming):精密制(zhi)造從不(bu)是空(kong)中(zhong)樓(lou)閣(ge),它充斥(chi)著工業(ye)生(sheng)產和(he)人們(men)生(sheng)活的四周(zhou),致(zhi)力(li)於讓(rang)每個普(pu)通(tong)人的生(sheng)活更(geng)健康(kang)、更(geng)高(gao)效、更(geng)有(you)尊(zun)嚴。