近日，小編從外媒獲悉，麻省理工學(xué)院（MIT）的工程師們研發(fā)了新型柔軟的可3D打印網(wǎng)狀材料，可以用于支持肌肉和肌腱等較軟的組織。這種材料可用于制造醫(yī)療裝置，可保護(hù)關(guān)節(jié)支撐件和用于手術(shù)可植入裝置。    

該項研究由麻省理工學(xué)院博士后研究員Sebastian Pattinson領(lǐng)導(dǎo)并在《Advanced Functional Materials》上發(fā)表，他表示：“這項工作的創(chuàng)新之處在于其側(cè)重于軟組織所需的機(jī)械性能和幾何特性。3D打印服裝和設(shè)備往往都是大批量的，我們想知道如何使3D打印的結(jié)構(gòu)更加靈活和舒適，就像紡織品和織物一樣。” 

3D打印彈性網(wǎng)布，定制圖案，設(shè)計靈活而堅固，適用于腳踝和膝蓋支撐。照片來自Felice F

3D打印網(wǎng)狀材料模擬軟組織結(jié)構(gòu)

受到膠原蛋白的啟發(fā)，Pattinson和他的研究團(tuán)隊試圖創(chuàng)造一種彈性，堅韌，柔韌的面料，與人體一起作為個性化，可穿戴的支撐物。膠原蛋白的結(jié)構(gòu)可以彎曲，交織或模仿松散編織的緞帶。研究人員可使用熱塑性聚氨酯（TPU），生產(chǎn)3D打印的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，設(shè)計網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的波浪越高，網(wǎng)格變硬之前的低應(yīng)變拉伸能力就越大。該研發(fā)團(tuán)隊以這個設(shè)計原則來調(diào)整網(wǎng)格的柔韌度和靈活性，用以模擬軟組織。

麻省理工學(xué)院機(jī)械工程副教授John Hart表示：“這種技術(shù)的優(yōu)勢在于它很簡單而功能強(qiáng)大?？稍诨镜淖烂?D打印機(jī)上制作，并且可以使機(jī)械設(shè)備精確地與軟組織相匹配?！?/p>

3D打印彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，定制圖案，設(shè)計靈活而堅固，適用于腳踝和膝蓋支撐。照片來自M. S

3D打印網(wǎng)狀材料與人體連接測試

研發(fā)人員測試，用一長條3D打印網(wǎng)狀材料來支撐幾位健康志愿者的腳踝。這是為每個志愿者定制的，如果踝關(guān)節(jié)向內(nèi)轉(zhuǎn)動，他們的方向應(yīng)該是支撐踝關(guān)節(jié)的。然后，將每個踝關(guān)節(jié)放入一個踝關(guān)節(jié)剛度測量機(jī)器人中，機(jī)器人將其向12個不同的方向移動，測量所施加的力。 

根據(jù)踝關(guān)節(jié)的堅硬程度，觀察網(wǎng)狀物產(chǎn)生變化。研究小組推斷，網(wǎng)狀物在倒置過程中增加了踝關(guān)節(jié)的剛度，同時在向其他方向移動時又使其相對不受影響。因此，更強(qiáng)硬的纖維和螺紋被整合到柔韌的網(wǎng)狀物中，將不銹鋼纖維3D打印在一個彈性網(wǎng)的區(qū)域上。

Sebastian Pattinson還表示：“紡織品如此柔韌的原因之一是纖維能夠輕松地相互移動。我們還希望3D打印部件模仿不同設(shè)備的功能。未來，使用這種3D打印網(wǎng)狀材料制造各種與人體連接的設(shè)備，例如用于外科手術(shù)網(wǎng)，骨科，甚至心血管等，不難想象這種材料具有很大的潛能?！?/p>

 華融普瑞公司簡介

華融普瑞（北京）科技有限公司（簡稱華融普瑞）是3D打印全服務(wù)提供商（3DP FSSTM），業(yè)務(wù)涵蓋面向3D打印的拓?fù)鋬?yōu)化、3D打印服務(wù)、材料定制、設(shè)備定制、3D打印設(shè)備研發(fā)等核心環(huán)節(jié)，通過創(chuàng)新型的自主研發(fā)和3D打印應(yīng)用服務(wù)為客戶創(chuàng)造價值。公司總部位于北京，在上海、深圳設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。

華融普瑞聯(lián)合奧地利知名工業(yè)設(shè)備提供商HAGE公司建立中國研發(fā)中心，共同開發(fā)的工業(yè)級FFF技術(shù)3D打印設(shè)備，立足于滿足3D打印應(yīng)用的未來需求。HAGE 3D打印設(shè)備是集非金屬及金屬和陶瓷打印為一體的高速打印設(shè)備，材料范圍廣泛且開源，有效降低工業(yè)化應(yīng)用的成本；超大成型尺寸能滿足汽車、航空等工業(yè)化應(yīng)用場景，五軸聯(lián)動能夠有效的免除支撐，提高打印速度。

秉承3D打印全服務(wù)提供商（3DP FSSTM）理念，華融普瑞已助力眾多用戶重新定義產(chǎn)品，重塑產(chǎn)品生命周期價值鏈，提升差異化競爭優(yōu)勢，用戶行業(yè)覆蓋汽車、航空航天、模具、醫(yī)療、教育等眾多領(lǐng)域。