德國Fraunhofer研究所的研究人員開發(fā)出了一種非常靈活的3D打印方法，該方法能夠根據(jù)需要制造骨植入物、假牙、外科手術(shù)工具或微反應(yīng)器等幾乎任何你可以想象得到的醫(yī)療裝置設(shè)計。日前，在斯圖加特舉行的Medtec醫(yī)療技術(shù)貿(mào)易展上，科學(xué)家們將展示他們的研究成果。

切開一個3D打印的陶瓷微反應(yīng)器您可以看到：復(fù)雜的管道和流體連接與整個部件打印在了一起。這個被放置在病人床邊的小小制藥廠還沒有一個兩歐元硬幣大，其中的線路和管道只有幾百微米寬，它不斷地混合各種藥物——止痛藥、血液稀釋劑和抗生素——并根據(jù)病人目前的健康狀況進行微調(diào)。這就是微反應(yīng)器技術(shù)的未來應(yīng)用場景，目前在醫(yī)院里尚不存在。但是Fraunhofer陶瓷技術(shù)研究所和Systems IKTS正在開發(fā)的技術(shù)，有望在不久的將來將其變?yōu)楝F(xiàn)實。

如今，來自Dresden的研究者們正致力于一種基于懸浮液的增材制造方法，這種方法如果與其增材制造技術(shù)相結(jié)合，可以創(chuàng)造出不僅僅是微反應(yīng)器，還將包括骨骼植入物、假牙和手術(shù)工具等?！霸谥圃炷繕?biāo)對象時，我們對于材料類型和顏色沒有任何限制。這使我們能夠使用熱塑性3D打印技術(shù)處理陶瓷、玻璃、塑料甚至金屬等材料。它的另外一個優(yōu)點是，可以同時打印幾種不同的材料?！眮碜訤raunhofer IKTS材料和工藝事業(yè)部的Tassilo Moritz說。在實驗室中，科學(xué)家們已經(jīng)成功地用高性能陶瓷和硬金屬制造出了部件。如今他們正在尋找合作伙伴，希望將他們的技術(shù)商業(yè)化。

據(jù)悉，研究人員開發(fā)的這種技術(shù)關(guān)鍵在于準(zhǔn)備優(yōu)化的陶瓷或金屬懸浮液。這種混合物主要依靠一種熱塑性的粘合劑，這種粘合劑在大約80攝氏度時會變成液體。這是一個很關(guān)鍵的屬性︰這意為著懸浮液可以快速冷卻并逐層按順序沉積。而且在該粘合劑中它，他們均勻摻入了金屬、玻璃或陶瓷粉末?！拔覀兊幕旌衔锓浅＞鶆?，而且我們可以精確地設(shè)置粘度的最佳水平，以打印出尺寸適合特定部件輪廓的液滴。簡而言之，我們的混合物不能太稀或者太稠。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們必須掌握相應(yīng)的制備工藝?！盡oritz說。打印機通過高溫融化混合物，而液滴一旦沉積，就會快速冷卻硬化。其打印對象是在一個平臺上逐點構(gòu)建的。這就使得不同的材料可以同時通過多個應(yīng)用單元沉積。

“另外一個挑戰(zhàn)是在隨后的燒結(jié)過程中如何調(diào)整不同懸浮液的行為，以防止出現(xiàn)任何缺陷。”Moritz說，“為此了達到這一目的，我們通過特殊的研磨工藝來優(yōu)化粉末。在燒結(jié)過程中，細粒度的陶瓷或金屬物質(zhì)會在壓力下加熱。而且溫度并不很高，對象的結(jié)構(gòu)不會因此改變。

Moritz希望這項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)基于陶瓷原件的微反應(yīng)器裝置。到目前為止，制造技術(shù)已經(jīng)成為阻止微型反應(yīng)器獲得突破的一個主要障礙。以前研究人員使用的技術(shù)往往只有在實驗室里能用。而如今這一狀況可能會改變?！暗侥壳盀橹梗蠖鄶?shù)陶瓷微反應(yīng)器往往是用板材切削而成，其內(nèi)部和外部的密封以及各個部件的無縫連接問題一直是這一技術(shù)的一大挑戰(zhàn)。而如果使用3D打印的話，這些問題將不復(fù)存在?！盡oritz說。