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世界3D打印大会:3D打印技术在生物医学领域的应用

2013-05-31 14:05
蓝林笑生
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  还有,在我们实验室在做的就是刚才杭州的这位老师的,做人体的器官或者是内脏,我们在做肝,用的方法还是反模法,人的肝脏是很复杂的,里有许许多多的毛细血管、粗血管、大血管,来输送营养和血液。它的结构我们把它分析了以后,它不只是简单的管子,我们分析设计好了以后,看一个单元是这样,每一个单元都把它做出来,做出来以后我们用三维打印的方法把它打印出来,但是记住我刚才说的,这个是反模,我们做的都是反型,等一会把它注塑了以后,你才能得到真正的形状。肝单元里头是管道的组织,由于我们用的是特殊的材料,里面有各种微观结构,横向、纵向,这样的话,它就和人的内脏完全一样,人的肺、人的心、人的肝,我们叫软组织,都是也很多微孔状的组织结构做到的。

  下面,再介绍一个技术,也是用来打印软组织机构,打肝、心、皮肤等等,用生物材料我们都在打印。这是我们设计的一个机器,它用的是一种很特殊的叫电湿润法,把电子学的东西用到这里来,可以很准确地控制每一个小的液滴,走到哪、在哪停、往哪去,都可以算出来,估计好,然后我们建立这个机器,这个机器计算机控制的就不说了,它有很多的喷头,每一种喷头都有特殊的用处,一种就是打你的高分子生物材料,还要打黏结剂、还要打细胞、还要打骨质和促进的生长素,基本原理是这样的,电湿润法是什么呢?实际上就是你的高分子材料,我们把它做成液体以后,它就可以分解成最微笑的一粒,电极可以做多小,我们的液滴就可以做多小,通了电以后,液滴接可以往这边来。用这个方法,他可以做到一个微米到十个微米的很小的液滴,而且是随意控制,因为现在电子学发展的很早,你可以布置得很好。这些都是以微米级的,这边就相当于一个水库一样,液体的高分子材料通过小的管道进来,这边全部是导线,底下是电极,电极一旦通电以后,就吸引液珠可以分解、聚合、运动,这是一个很好的科学,我们正在应用。

  刚才是用在人体上,现在我们做了一块是用在模拟生物的反应来提取能源,我们把它叫做人工光合作用机器快速三维打印系统,原理就是它有多材料、多喷头,这里有七种喷头,每一种喷头都要打印出不同的材料,然后我们模拟一个树叶。原理在哪呢?世界大自然中所有的植物都是靠它叶、杆来吸收太阳能,这个太阳能被吸收了以后,很简单,要空气中的二氧化碳,要地下水,只要你给他太阳、空气和水,它就能产生生物能,这个生物能是一种能源,如果你把它转化了以后,它就变成了我们工业所用的能,我们就是用这种思路把它变成一种燃料。怎么样做呢?通过这里你可以看到,就像一盆花一样,或者一盆草、或者一棵大树一样,他接受了阳光以后,我们把树叶模拟出来,模拟出来以后,看它树叶里头是非常丰富的,有很多层,刚好我们这个三维打印就是分层打印,有很多不同的材料,有生物材料,所有的喷头,一种喷头对付一种材料,需要的时候设计好,我就把它打印出来,微观的看,里头全是孔,这里面实际有两个反应,一个叫光反应,一个叫淡反应,这两个反应了以后,阳光空气和水就可以转化成葡萄糖,我把它提取出来以后就变成了生物燃料或者是酒精,里头有很多的蛋白质、转氨酶、以及促进的转化素,合成多酶,就可以做成我们所需要的。这个项目我已经开展了好几年,而且两次得到美国国家自然基金的资助,这是一个很好的项目,可以把三维打印用起来,又能解决能源问题。

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