安置于人體內(nèi)可以用診斷治療的3D打印醫(yī)用微型機器人

工人師_OgIOQ

機器人是一種可編程、能執(zhí)行人類要求的某些微小、高難度等操作的自動控制機械。隨著微米、納米、微電子機械技術(shù)、微型機械電子系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展，機器人的體型也逐漸變得越來越微小，為科學(xué)家發(fā)明可以在人體內(nèi)使用的3D打印微型機器人創(chuàng)造了條件。體內(nèi)微型機器人可以在人體管腔和液體介質(zhì)內(nèi)“游動”，以完成某些疾病的診斷和治療任務(wù)。其中包括雙光子光刻、噴墨技術(shù)在內(nèi)的3D打印技術(shù)在制造體內(nèi)微型機器人中發(fā)揮了重要作用。 在《在英國皇家化學(xué)會/The Royal Society of Chemistry》雜志上，曾發(fā)表過一篇名為《3D打印微型游泳者和生物混合機器人的應(yīng)用/Applications of Three-dimensional (3D) Printing for Microswimmers and Bio-Hybrid Robotics》的研究論文。
0 v* o+ b7 B3 T" N5 P 該文章中論述道，相關(guān)研究人員使用雙光子光刻3D打印技術(shù)制造出了一個微米級的微型機器人Microswimmers。該文探討了利用3D打印技術(shù)制造微型機器人所面臨的現(xiàn)實和挑戰(zhàn)。研究人員利用microswimmers進行試驗，并檢驗他們在不同類型的液體和細(xì)胞環(huán)境中應(yīng)對挑戰(zhàn)的能力。
在研究中，微型機器人在十分粘稠的環(huán)境中表現(xiàn)得非常成功，在對微型機器人進行的進一步試驗中，它們能夠像細(xì)菌那樣旋轉(zhuǎn)運動，并可以攜帶“貨物”。研究團隊由此受到啟發(fā)，使用同樣的3D打印技術(shù)制造出了螺旋形的微型貨船機器人，這種微型機器人表面涂覆了鎳和鈦，外形都為六面體和筒狀。研究中，研究人員給這些微型貨船機器人的運輸任務(wù)是運送人體腎細(xì)胞，在測試過程中，它們成功完成了任務(wù)。
120微米的微型魚
美國加州大學(xué)納米工程系的科學(xué)家曾3D打印出120微米的微型機器人微型魚(microfish)。這種機器人可以通過磁力和化學(xué)反應(yīng)來控制方向和速度，具有在生物和非生物液體中游泳的能力。科學(xué)家能夠?qū)⑦@些微型魚放入過氧化物溶液中游泳長達(dá)2小時，在室溫下的存放時間長達(dá)一個星期。
" q+ a4 X5 [! d, h9 [美國加工大學(xué)科學(xué)家制造微型魚的技術(shù)是一種納米級的快速3D打印技術(shù)，稱之為微尺度連續(xù)光打印(COP，Microscale Continuous Optical Printing)。微尺度連續(xù)光打印(COP)技術(shù)主要依賴一種數(shù)字微鏡裝置(DMD)芯片，并使用大約兩百萬個微型反射鏡，將UV光投射到光聚合物材料上。通過類似DLP、SLA的3D打印技術(shù)，對3D打印材料進行逐層固化。該技術(shù)使科學(xué)家們能夠制造出各種形狀的微型魚(蝠鲼、鯊魚等)，而且只有120微米(長)×30微米(厚)。
最重要的是，這些微型魚只需幾秒鐘就能制造出來。 為了能夠以一種經(jīng)濟和可擴展的方式3D打印出精細(xì)而逼真的人造微型魚，科學(xué)家優(yōu)化了COP打印系統(tǒng)。科學(xué)家們已能夠使用三種不同的功能性納米粒子制造出微型機器魚，包括氧化鐵(可通過磁性引導(dǎo)微型魚)、鉑(可通過化學(xué)引導(dǎo)機器魚)，和聚二乙炔(PDA，可用于中和有害的毒素)。
微型火箭機器人
英國謝菲爾德大學(xué)的科學(xué)家們利用噴墨3D打印技術(shù)創(chuàng)建了一個微型火箭機器人，它的應(yīng)用前景是藥物運輸和定位癌細(xì)胞。
不得不說，3D打印技術(shù)為醫(yī)療領(lǐng)域做出了無可比擬的杰出貢獻(xiàn)。
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機械大睿

3d打印技術(shù)會越來越影響未來