近期，我們從新聞里就可以看到3D打印前沿技術(shù)領(lǐng)域正逐漸散發(fā)著光芒。在全球3D打印產(chǎn)業(yè)人士的持續(xù)努力下，3D打印技術(shù)以及其前沿性的應(yīng)用又得到了進(jìn)一步的升華。如今，我們?cè)��?jīng)的“幻想”正一步步走向現(xiàn)實(shí)，你準(zhǔn)備好接受這一切了嗎？

太空中3D打印真正的活體心臟

    這將是一個(gè)巨大的醫(yī)學(xué)突破，并會(huì)改變等待心臟移植手術(shù)的患者的生活：3D打印一顆人類(lèi)的心臟。這件事聽(tīng)起來(lái)似乎很瘋狂，但是來(lái)自美國(guó)印第安納州的一家名為T(mén)echshot的公司正在努力將它變成現(xiàn)實(shí)現(xiàn)。

     但是，迄今為止，盡管3D打印技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了很長(zhǎng)的路，我們能夠看到各種各樣的3D打印零件、產(chǎn)品、玩具、植入物假體等，但是要打印出器官依然很難。為此，Techshot別出心裁，正在與另外兩家公司合作，希望能夠在太空零重力狀態(tài)下創(chuàng)建一顆人類(lèi)的心臟。“目前人們?cè)?D打印沒(méi)有很多血管的骨組織方面取得了進(jìn)展，但是真正的問(wèn)題是血管，是如何讓血管在組織內(nèi)生長(zhǎng)。”Boland說(shuō)。目前世界各地的科學(xué)家們都在嘗試生物打印器官，但都沒(méi)有取得突破。“真正的關(guān)鍵在于如何讓細(xì)胞生長(zhǎng)，由于地面上的重力問(wèn)題，人們已經(jīng)嘗試了10到15年，一直不能實(shí)現(xiàn)血管化，只有血管化之后，細(xì)胞才能夠在該結(jié)構(gòu)中生長(zhǎng)。”Vellinger解釋說(shuō)。

      這就是為什么這支團(tuán)隊(duì)想到太空里試試。“重力是地面上的一個(gè)阻礙，在太空里由于沒(méi)有重力，就為制造一個(gè)更加完美的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。”Vellinger說(shuō)。最近，該研究團(tuán)隊(duì)把他們的設(shè)備帶到了奧蘭多和并成功地在零重力模擬器中對(duì)它進(jìn)行了測(cè)試,之前我們也曾經(jīng)報(bào)道過(guò)這件事。“我們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中實(shí)際上在用活的人類(lèi)干細(xì)胞打印嬰兒的心臟結(jié)構(gòu)。我們下一步的計(jì)劃是使用同一臺(tái)機(jī)器，把它掛在一枚可以進(jìn)入地球軌道的探空火箭上，再下一步我們將把這項(xiàng)技術(shù)放在國(guó)際空間站上。”Vellinger說(shuō)。科學(xué)家們希望，他們的設(shè)備能夠在國(guó)際空間站上3D打印出首個(gè)人類(lèi)心臟。“NASA對(duì)這非常感興趣。”Vellinger說(shuō)。Boland說(shuō)，第一次移植指日可待。“我們預(yù)測(cè)到2024年，我們將從太空帶回一個(gè)可移植的器官。”他說(shuō)。“隨著各方面的技術(shù)逐步具備，再加上太空環(huán)境，我們認(rèn)為這是一個(gè)取得重大突破的真正機(jī)會(huì)。”Vellinger補(bǔ)充說(shuō)。

重塑材料結(jié)構(gòu)的3D打印研發(fā)技術(shù)

    不論在建筑業(yè)、航空航天業(yè)還是電子工業(yè)中，選擇材料都是一件困難的事情。現(xiàn)有的材料均有一些局限性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)制造時(shí)要為它們妥協(xié)。不過(guò)情況正在發(fā)生改變，阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)的馬斯達(dá)爾學(xué)院正在進(jìn)行的一項(xiàng)研究，科學(xué)家們希望通過(guò)重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有材料的內(nèi)在幾何結(jié)構(gòu)，3D打印出適用于特定用途的高性能材料。Rashid Abu Al-Rub 教授和他的團(tuán)隊(duì)目標(biāo)明確，他們并不想重新創(chuàng)造材料，而是選擇了專(zhuān)注于改變我們所熟知的塑料、金屬、水泥等材料的內(nèi)在幾何構(gòu)造。這種對(duì)材料根本上的改變使得 Abu Al-Rub 的團(tuán)隊(duì)能夠控制材料的機(jī)械、導(dǎo)熱和導(dǎo)電的屬性，他們甚至能夠突破一些材料原有的特性。

    通常，密度和強(qiáng)度是緊密相關(guān)的。強(qiáng)度較高的金屬密度高，質(zhì)量大；而強(qiáng)度低的海綿則密度低，質(zhì)量小。但改變了鋁材的內(nèi)在結(jié)構(gòu)之后，“新”的材料能夠同時(shí)具有輕量和高強(qiáng)度的特性。其中原理和埃菲爾鐵塔相同，是獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而不是高強(qiáng)度的特種材料讓這座鐵塔高聳入云。Abu Al-Rub 團(tuán)隊(duì)在研究中開(kāi)發(fā)了一款計(jì)算機(jī)模型，這個(gè)模型能夠生成上千種現(xiàn)有材料的幾何結(jié)構(gòu)供不同行業(yè)選擇。這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的尺寸有時(shí)是納米級(jí)的，多虧了 3D 打印技術(shù)的進(jìn)步才讓它們走出了計(jì)算機(jī)。

該團(tuán)隊(duì)表示他們的研究可能改變未來(lái)的材料設(shè)計(jì)。目前他們正在尋找業(yè)界伙伴合作，初步嘗試將研究成果商業(yè)化。

(責(zé)任編輯：admin)

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