近年来，非传染性疾病（NCD），如II型糖尿病、心血管疾病和高血压等已经成为了全球的主要死亡原因。在这其中，过量摄入高热量糖与肥胖和许多非传染性疾病风险高度相关。已有研究表明，减少高热量糖的过量摄入可以降低患龋齿、肥胖、糖尿病、高血压和癌症的风险。因此，随着人们对低糖、低热量健康饮食的需求不断增加，人工甜味剂在食品工业中作为糖替代品的需求越来越高。相应的，这些糖替代品对人体的影响评估就显得极为必要。近期，上海大学材料基因组工程研究院高兴华团队提出了一种用于糖替代品食品添加剂安全性评价的微流控芯片。该工作开发了一种基于微纤维组装的内分泌胰腺芯片，将基于微流控纺丝技术制备的模拟血管与3D胰岛培养芯片相结合，可以用于评估葡萄糖以及各种糖替代品对胰岛细胞活力以及胰岛素、胰高血糖素分泌的影响，进而对其进行食品安全性评价。相关研究以“Hollow Microfiber Assembly-Based Endocrine Pancreas-on-a-Chip for Sugar Substitute Evaluation”为题发表在《Advanced Healthcare Materials》期刊上。如图1所示，通过微流控纺丝技术，研究人员使用甲基丙烯酰化明胶（GelMA）与海藻酸钙（CaA）制备了可负载细胞的中空复合微纤维，用于模拟血管组织并用于物质运输。同时，研究人员使用Matrigel作为细胞外基质（ECM）材料，构建了三维胰岛组织，与复合微纤维一同组装到芯片中即可构建得到内分泌胰腺芯片。图1 利用微流控纺丝技术构建内分泌胰腺芯片图2展示了微流控纺丝技术制备GelMA/CaA中空微纤维的方法与表征。GelMA是一种具有良好生物相容性的血管化构建常用材料，将其与CaA进行共混使用，可以得到具有双交联网络的优质血管支架材料。该团队使用摩方精密nanoArch®S140（精度：10μm）制备了具有不同高度流道的芯片模板，并使用PDMS成型得到微纤维制备芯片。通过在芯片的不同流道中通入不同的组分或辅助流体，材料中的海藻酸盐（NaA）与钙离子（Ca²⁺）可以发生瞬时离子交联对微纤维进行快速定形，再通过紫外曝光使GelMA二次交联，最终得到尺寸均匀、结构完整的复合微纤维。图2 GelMA/CaA复合中空微纤维的制备和表征目前，血管模型构建中的细胞加载通常存在两种方法，一是将细胞加载到中心流道中，使内皮细胞粘附在流道侧壁上进行生长；另一种则是将细胞加载到外侧管状凝胶中，使凝胶作为上皮细胞的支架进行三维培养。如图3所示，研究人员同时采用了两种方法接种小鼠胰岛内皮细胞（MS1），最终确定加载到中心流道中的方法能带来明显更佳的效果，细胞在中空微纤维中可以形成管腔结构，且表现出一定的血管化内皮特性。图3 GelMA/CaA复合中空微纤维的细胞加载与培养通过上述方法构建得到模拟血管组织后，研究人员将其与三维胰岛培养组织结合，得到内分泌胰腺芯片。如图4所示，小鼠胰岛瘤胰岛β细胞（β-TC6）在芯片上Matrigel中成簇生长，细胞内与编码、产生胰岛素等相关的mRNA均能正常表达。图4 胰岛组织的三维培养及表征内分泌胰腺芯片在嵌入微纤维模拟血管以及三维胰岛培养组织后，研究人员使用GelMA水凝胶对其进行覆盖。模拟血管在芯片培养一定时间后表现出了良好的可灌注性与渗透性，如图5所示。研究人员通过模拟血管向芯片中通入不同浓度的葡萄糖溶液，可以实现对胰岛培养组织的持续动态刺激，高葡萄糖浓度溶液可以显著提高胰岛培养组织中胰岛素的分泌量，且这种变化相较于静态培养组更加明显，更加接近生理状态，可以更准确地评估糖代谢。图5 内分泌胰腺芯片的构建与表征基于该种内分泌胰腺芯片，研究人员对四种常见的糖替代品：赤藓糖醇、木糖醇、糖精钠和三氯蔗糖进行了安全性评价，如图6所示。评价结果显示，四种糖替代品均不会刺激胰岛产生更多的胰岛素，而与胰岛素相拮抗的胰高血糖素则出现分泌量显著上升，这些结果足以说明上述糖替代品不会导致血糖水平的上升。图6 基于内分泌胰腺芯片的糖替代品安全性评价综上所述，该研究开发了一种新型的、基于中空微纤维模拟血管的内分泌胰腺芯片，可用于评价糖替代品对胰岛细胞的活力以及胰岛素、胰高血糖素分泌量的影响，为各类食品添加剂的安全性评价提供新的平台。该芯片还在胰岛疾病体外生理模型构建、药物评价、胰岛体外仿生设计等方面具有着潜在的应用价值。

黑色素瘤是一种与表皮层黑色素细胞密切相关的高度恶性皮肤癌。经皮递药是手术替代或者补充治疗皮肤癌的有效方法，它可使药物能够穿透皮肤屏障并直接作用于肿瘤部位。然而，随着黑色素瘤的进展，表皮黑色素瘤细胞会持续浸润真皮，形成皮肤深部黑色素瘤。深部皮肤肿瘤的有效治疗依赖于经皮给药系统中的增强药物渗透。虽然微针(MNs)和离子导入技术在经皮给药方面已展现出效率优势，但皮肤弹性、角质层的高电阻和外部电源要求等需求挑战，仍然阻碍了它们治疗深部肿瘤的有效性。基于此，武汉大学药学院黎威教授和姜鹏副教授课题组设计开发了一种集成柔性摩擦电纳米发电机(F-TENG)的可穿戴自供电载药微针(MNs)贴片，旨在增强深部黑色素瘤的治疗。微针由水溶性微针基质材料与带负电荷的pH响应纳米粒子(NPs)混合而成，其中纳米粒子中装载着治疗药物。该装置充分利用MNs和F-TENG的优势(F-TENG能够利用个人机械运动产生电能)，治疗性NPs可以在MNs贴片插入皮肤后渗透到深层部位，在酸性肿瘤组织中迅速释放药物。在深部黑色素瘤小鼠模型对比实验中，使用集成的F-MNs贴片的治疗效果优于普通MNs贴片，预示这集成F-MNs贴片在深部肿瘤治疗的巨大潜力。该贴片通过摩方精密microArch® S240（10μm精度）制备完成，相关研究成果以题为“Enhancing Deep-Seated Melanoma Therapy through Wearable Self-Powered Microneedle Patch”的文章发表在《Advanced Materials》。武汉大学药学院博士研究生王陈媛、硕士研究生何光琴和博士研究生赵环环为共同第一作者，武汉大学药学院黎威教授和姜鹏副教授为共同通讯作者。首先，研究者采用气体扩散法合成了具有pH响应性质的Ce6@CaCO3 NPs， Ce6@CaCO3 NPs为100 nm左右均匀分布的球形结构，表面修饰PEG进一步增强纳米粒子的胶体稳定性。在pH = 7.4的中性环境中，纳米粒子维持稳定的结构，使得封装的药物难以释放。在pH = 5.5的酸性环境中，纳米粒子结构被破坏，可实现药物的快速释放（如图1）。图1 Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs的合成与表征a) Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs的合成和药物释放过程示意图。b)合成Ce6@CaCO3 NPs的TEM图像。c)游离Ce6、游离DOX和Ce6(DOX)@CaCO3-PEG的紫外可见光谱(蓝色和黑色虚线矩形分别表示Ce6和DOX的特征吸收峰)。d) DLS测定的Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs的粒径分布。e) Ce6@CaCO3和Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs的Zeta电位。f) Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs在不同pH值(7.4、6.5和5.5)的PBS中孵育0.5 h后的代表性TEM图像。g) Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs在不同pH值(7.4、6.5和5.5)的PBS中随时间变化的水动力直径变化。Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs在不同pH值PBS中h) DOX或i) Ce6的体外释放谱。每个点代表平均值±SD (n = 3个独立重复实验)。***p 0.001, ****p 0.0001。 随后，作者在细胞上验证了纳米粒子的抗肿瘤疗效。药物被纳米粒子包封后显著增强了细胞对药物的摄取。除此之外，纳米粒子结合Ce6的光动力和DOX的化疗疗效，实现了光动力和化疗联合治疗的抗肿瘤疗效，其效果显著优于单一光动力或者化学疗法（如图2）。图2 Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs的体外行为a) B16-F10细胞对Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs的摄取。b) Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs孵育4 h后细胞摄取量的定量测定c)激光照射下游离Ce6或Ce6@CaCO3-PEG孵育后B16-F10细胞的细胞活力。两种处理的Ce6浓度相当。d)游离DOX或Ce6(DOX)@CaCO3-PEG孵育后B16-F10细胞的细胞活力。两种处理的DOX浓度相当。e) 660 nm激光照射不同处理下B16-F10细胞内ROS检测。f)用Ce6@CaCO3-PEG或Ce6(DOX)@CaCO3-PEG NPs处理B16-F10细胞在激光照射或不照射下的细胞活力。g)不同处理后B16-F10细胞的活/死测定。这些处理具有相同的DOX或Ce6浓度。绿色荧光:钙素-AM;红色荧光:碘化丙啶(PI)。每个点代表平均值±SD (n = 3个独立重复实验)。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001. ns表示无显著性。同时，研究者通过硅橡胶和导电织物制备了一种典型的接触和分离模式的柔性摩擦电层F-TENG，可以通过接触通电和静电感应的耦合效应将生物机械能转化为交流电(AC)输出。然而，为了有效地为离子电泳系统供电，交流输出必须转换成直流(DC)。因此，作者制作了电源管理系统(PMS)，将F-TENG的交流转换为直流，同时显著放大电流。最后将柔性的F-TENG与载药微针结合，制备成一种可穿戴的装置（如图3）。 图3 一种工作在接触分离模式下的柔性TENG (F-TENG)。a) F-TENG的原理图(左)和照片(右)。b) F-TENG工作机理示意图。c)短路电流，d)开路电压，e) F-TENG的转移电荷。f)连接整流桥和LED灯的F-TENG输出电流。g)连接电源管理系统和LED灯的F-TENG输出电流。(f)和(g)中的插图是15秒内电流峰值的放大视图和LED灯的光学照片。h)手动驱动F-TENG连接到PMS的电流。i)可穿戴式F-MN贴片原理图。可穿戴的F-MN贴片j)贴在人体手臂上之前和k)贴在没有皮肤穿刺的情况下的演示照片。 微针通过真空浇筑法，将载药的纳米粒子与水溶性基质PVA/suc混合后填入PDMS模具中制备得到，并用导电的PPy作为微针背衬填入。制备好的微针与F-TENG通过导电胶连接得到F-MN装置。此外，将偶联FITC荧光的葡聚糖作为模型药物被微针递送到到皮肤后，通过荧光分布可以看出连接F-TENG的微针装置具有更高效和深部的药物递送（如图4）。图4 F-MN贴片的制备与表征。a) MN贴片制作工艺示意图。b)制备的MN贴片的光学图像和c) SEM图像。d) FITC -葡聚糖负载MN贴片的代表性明场(左)和荧光显微镜图像(右)。e)右旋糖酐-MN贴片插入后大鼠皮肤代表性明场和荧光显微镜图像。f)荧光图像和g)植入或不植入F-TENG的大鼠皮肤后残余MNs的相应荧光强度(FI)。h)代表性显微镜图像，i)药物穿透深度，j)外用葡聚糖溶液或葡聚糖-MN贴片加F-TENG或不加F-TENG后大鼠皮肤组织切片对应的荧光强度。每个点代表平均值±SD (n = 3个独立重复实验)。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001, ****p 0.0001. ns表示无显著性。微针尺寸：高850 μm，尖端直径10 μm，底座直径400 μm.而后，作者在小鼠体内观察F-TENG产生电流的能力以及在体内药物递送的效果。将F-MN装置应用在小鼠肿瘤部位后，F-TENG能够将运动产生的机械能转化为电能，在小鼠体内维持恒定的电流，有效促进微针中负载的药物向更深部的肿瘤渗透，同时也提高了药物在体内的递送效率和作用时间（如图5）。 图5 F-MN装置提高了体内给药效率。a)经F-MN贴片处理的荷瘤小鼠照片。(插图:治疗小鼠时，MN贴片被连接。正极连接小鼠左前肢，负极连接MN贴片)。b) F-MN贴片作用于肿瘤部位的示意图。c)治疗过程中通过MN贴片的电流。d)不同处理小鼠给药后24 h的荧光图像。红色虚线圈表示肿瘤部位。e)不同处理的荷瘤小鼠及肿瘤部位照片。f)代表性图像，g)相应的药物穿透深度，h)局部应用NPs或MN贴片或f -MN贴片后肿瘤部位组织切片在体内的相对荧光强度。每个点代表平均值±SD (n = 3个独立重复实验)。*p 0.05, ***p 0.001, and ****p 0.0001.最后，作者探究了该装置对体内深部黑色素瘤的疗效，成功在C57BL/6小鼠体内构建了深部黑色素瘤模型，并将其分为5组分别进行不同的处理。结果表明单次使用F-MNs贴片的治疗表现出比单独使用MNs贴片更优越的治疗效果，能够将中位生存期由对照组的8天延长至21天，表明该装置在治疗深部肿瘤具有很大的潜力。此外，作者检测了小鼠的血清生化指标，并对其心肝脾肺肾进行HE染色切片，从而进一步证明材料的安全性（如图6和图7）。图6 F-MN贴片在B16-F10黑色素瘤小鼠中的抗肿瘤行为。a)处理过程示意图。b)不同肿瘤深度荷瘤小鼠的代表性超声图像和c)肿瘤组织的组织学切片。d) (c)中的深度量化。e)五组不同处理小鼠的平均肿瘤生长曲线。f)第9天各给药组小鼠肿瘤重量。g)第9天各组离体肿瘤形态。h)各组小鼠治疗后体重。i)各治疗组小鼠存活率曲线。j)各组肿瘤组织切片H&E、Ki67、TUNEL染色分析。每个点代表平均值±SD (n = 5个独立重复实验)。*p 0.05, ***p 0.001, ****p 0.0001. 图7 F-MN贴剂的体内生物安全性评价。a)各组主要器官切片H&E染色分析。不同处理后小鼠血清生化指标b)丙氨酸转氨酶(ALT)、c)血尿素氮(BUN)、d)肌酐(CR)、e)总胆红素(TBIL)各组全血中f)白细胞(WBC)， g)红细胞(RBC)， h)血小板(PLT)的数量。数据以mean±SD (n = 5个独立重复实验)表示，ns表示无统计学意义。结论：在这项研究中，作者开发了一种与F-TENG集成的可穿戴自供电MN贴片，并首次用于治疗深部实体肿瘤。F-MN贴片能够通过可溶解的纳米颗粒将载药的纳米颗粒递送到皮肤中，并通过纳米发电机将个人机械运动转化为电能，从而提供足够的驱动力将治疗性纳米颗粒推进深部肿瘤，进而显著提高药物递送穿透效率。在到达酸性肿瘤位置后，pH响应性NPs表现出快速解离和释放化学分子(DOX)和光敏剂(Ce6)，从而显示出强大的协同根除肿瘤细胞的能力。在小鼠深部黑色素瘤模型中，单次给药这种F-MN贴片能够实现明显的肿瘤生长抑制。此外，荷瘤小鼠的生存期明显延长，体内生物安全性令人满意，这表明了该贴片在临床治疗深部实体瘤方面具有很大的潜力。这种有效的装置具有出色的传输能力，可以很轻松地将生物大分子或治疗性NPs经皮输送到深部，将来也可局部或全身用于治疗其他疾病，如糖尿病。

人们在探索生命奥秘的旅途中，不断拓展延伸生物医疗领域的诸多应用场景。3D打印技术的诞生与发展，不仅赋予了社会生产制造新路径和新优势，也为生物医疗领域注入了前所未有的活力和可能性。它使得医疗工作者能够根据患者的具体情况进行定制化治疗，从而提高治疗效果和患者的生活质量。同时在制造医疗设备和器械方面也具有巨大的优势，这是传统的制造方法所无法比拟的。摩方精密作为全球微纳尺度3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商，能够根据客户的需求，快速制作出符合要求的原型，这样快速验证和即时反馈的能力，不仅优化了最终的生产设计，而且大大加快了临床前测试的产品开发速度。广泛应用前景 重塑未来医疗据Acumen Research and Consulting最近发布的报告称，2022年全球医疗3D打印应用市场规模为28亿美元，到2032年将达到110亿美元，复合年增长率为16.6%。在生物医疗领域，3D打印技术正逐步成为一项不可或缺的技术。它能够根据患者的具体情况进行定制化制造，从而提高治疗效果和患者的生活质量。例如，通过3D打印技术制造的各类支架、器官芯片、微针以及植入物，能够更好地适应患者的身体结构，提高舒适度和使用效果。把握创新动向 引领科学巅峰摩方精密致力于探索微纳3D打印在生物医疗领域更多元的创新应用场景，希望为行业带来前所未有的创新性突破。接下来，通过几组客户应用案例，共同领略这些微小却强大的结构创造的无限可能。3D打印生物支架（骨再生）上海交通大学等团队研究基于表面改性的3D打印多孔生物活性玻璃(BG) /氧化石墨烯（GO）支架对巨噬细胞活化和骨再生的影响。该团队利用摩方精密microArch®S240（精度：10μm）3D打印设备，成功打印了生物支架。其打印结构为多孔圆柱，整体尺寸12.5*2mm³，烧结前孔径500μm、烧结后(孔径300-350μm，杆径约200-250μm)，孔隙率80%。该研究成功实现了骨再生，有望用于临床骨缺损的治疗中。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110673光固化水凝胶（优异的成型精度）湖南大学机械与运载工程学院韩晓筱教授等提出了一种光吸收与自由基反应协同作用的光散射抑制新机制，并基于此机制开发了一种新型光抑制剂（Curcumin-Na，Cur-Na），成功制造了各种具有多尺度通道和薄壁网络结构的生物活性功能支架。团队将添加了Cur-Na的生物墨水应用到摩方精密nanoArch®S130（精度：2μm）光固化打印机中，成功地制造了各种复杂结构体（仿生支架，可灌注血管网络，极小三周期曲面等），证明了该光抑制剂在制造具有小尺度特征的功能性载细胞3D支架方面的卓越能力。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-38838-23D打印血管支架来自香港城市大学等团队基于PμSL技术3D打印和金属薄膜沉积，设计和制造了具有高径向强度的薄壁3D打印复合心血管支架。成功实现了壁厚约为150μm且具有高径向强度的复合支架。这项工作为解决薄壁厚度和高径向强度无法同时实现的困境提供了一种潜在的解决方案，并激发了更多基于新型3D打印力学超材料医疗设备应用的灵感。该研究采用摩方精密nanoArch®S140（精度：10μm），利用PμSL技术打印镂空支架结构结合磁控溅射镀金，制备具有良好的细胞兼容性和高径向强度的复合血管支架。该支架结构的直径3.5mm，长度9.4mm，支柱厚度120μm，壁厚150-250μm。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.116572水凝胶支架（肌腱再生）来自浙江大学的团队研发了一种具有平行排列基底层结构的Exos-Yap1功能化GelMA水凝胶，以增强TSPCs的粘附性，促进细胞干性，并将再生细胞引导至肌腱，用于体外和体内肌腱再生。该团队使用摩方精密nanoArch®S130（精度：2μm）打印出平行排列的沟槽结构，整体尺寸约5*4.7mm²，结合PDMS翻模制备仿生水凝胶支架，可修复肌腱缺损、实现体外/体内肌腱再生，在临床上有巨大应用潜力。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.02.018可穿戴空心微针（按需给药）厦门大学陈鹭剑教授与胡学佳助理教授提出一种新型的主动药物递送机制，团队在声学与微结构相互作用机理研究基础上，提出利用PZT在微针针尖诱导涡流，产生微泵效应，并通过贴片的集成设计，实现智能的按需药物释放。该空心微针使用了摩方精密公司的nanoArch®S130（精度：2μm）高精度3D打印机制造，该阵列由10×10个微针单元组成，每个单元高1000微米。研究结果表明，器件的高精度加工确保了针尖的锐度以及均一性，从而进一步保证针尖可在声学驱动下产生较强涡流效应。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147124肝腺泡芯片（有效构建肝血窦）中国科学技术大学团队研发了一种构建肝脏窦道的方法，基于PμSL技术打印微针模具并在凝胶内部形成通道，最终成功在肝腺泡芯片内形成肝血窦。在摩方精密的nanoArch®S130（精度：2μm）高精度3D打印机的支持下，该团队制造了尺寸为50*3*7.4mm的微针模具，其直径为100-200μm、高度最高2.4mm；辅助模具孔径200μm；最终基于150μm微针模具构建的肝腺泡芯片，成功形成肝血窦。该研究有望为制造完全功能化的肝脏生物反应器铺平了道路。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41378-023-00544-w虽然3D打印技术在生物医疗领域已经取得了很多突破性进展，但很多技术仍处于研究和实验阶段。未来的发展需要更多的临床验证和实际应用，以确保技术的可行性和有效性。面对未来，摩方精密将坚持不懈地通过材料研发、技术创新、临床合作以及跨学科整合等多方面的优化措施，持续助力生物医疗产业创新高质量发展。

手术后急性疼痛是外科手术患者常见问题，其中超过50%的患者经历过中、重度疼痛，这会严重影响术后康复。约有10%的患者由于急性疼痛迁延不愈，会转变为慢性疼痛，这极大地损害了长期预后和生活质量。因此，寻找有效的疼痛管理策略，防止急性疼痛过渡到慢性疼痛，已成为围术期医学亟需解决的重点和难点问题。近日，武汉大学中南医院麻醉科彭勉教授、武汉大学药学院黎威教授借助“外科手术切口局部的酸性微环境与术后疼痛程度的相关性”，利用微针贴片构建了一种创新的长效疼痛管理体系。微针（MN）是一种新型的微创经皮给药系统，能够高效穿透皮肤的屏障角质层，实现药物在皮肤中的突释或持续释放。由于微针可在不损伤血管或触及神经末梢的情况下显著改善药物吸收，近年来已成为经皮给药领域的研究热点。研究团队在术后切口痛动物模型中成功验证了该pH响应性自我监测微针的安全性和有效性，同时发现相较于传统的局部注射给药方式，这一微针药物递送系统在单次应用后可实现72小时以上的长效镇痛。该研究靶向目前临床长效局麻药缺乏的瓶颈问题，为未来个体化疼痛治疗提供了新思路。相关研究成果以“A pH-Responsive Core-Shell Microneedle Patch with Self-Monitoring Capability for Local Long-Lasting Analgesia”为题发表在国际著名期刊《Advanced Functional Materials》上（SCI一区，Top期刊，IF=19.00）。武汉大学医学院第二临床学院博士研究生张爱宁、武汉大学药学院博士研究生曾勇年为共同第一作者，武汉大学中南医院麻醉科彭勉教授、武汉大学药学院黎威教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委、湖北省医学青年拔尖人才计划、武汉大学中南医院医学科技创新平台支持项目的大力支持。首先，研究者采用反溶剂结晶法制备了局麻药罗哌卡因的微晶体（RopC），RopC颗粒呈现为规则的棒状，在4 ℃下保存一个月后仍可保持稳定的晶体结构。X射线衍射分析（XRD）和傅里叶变换红外光谱分析（FT-IR）结果显示制备的RopC晶体纯度高，且未改变药物原本的化学结构。20 μm长度的RopC可在体外持续释放4天（如图1）。图1 RopC的制备与表征 a) RopC合成示意图；b) 25 °C和4 °C保存的RopC以及4 °C保存的Rop的SEM图像；c) RopC和Rop的XRD图谱；d) RopC和Rop的FT-IR光谱；e) 不同长度RopC的体外释放。所有数值均表示为平均值 ± SEM (n = 3)。选用具有卓越的生物相容性和出色的成膜性能的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）作为制备MN壳体的材料，选用无毒的水溶性材料聚乙烯醇（PVA）和蔗糖的混合物作为制备MN核心的材料。通过多个离心和真空步骤，顺序制备壳、芯、帽和背衬结构，最终形成完整的MN贴片。该贴片由摩方精密microArch® S240（10μm精度）制备完成，MN规则排列为10×10的阵列，贴片尺寸为7 mm × 7 mm。针体呈圆锥形，底部直径为400 μm，高度为850 μm。荧光显微图像和元素图谱分析展示了MN贴片完整的核-壳结构。SEM图像显示RopC在MN贴片内保持了相对规则的晶体形态（如图2）。图2 pH响应性核壳MN贴片的制备与表征 a) 负载RopC的MN贴片的合成示意图；b) MN贴片在大鼠皮肤内插入前后的典型光学显微图；c) MN贴片的SEM图像；d) 完整针体的荧光显微镜图像 (i)，不同高度处的横截面 (ii) (iii)以及垂直截面 (iiii)，红色为尼罗红标记的壳体，绿色为罗丹明123标记的核心；e) MN贴片针体横截面的SEM图像；f) MN贴片的N和Na的相应元素映射。采用模拟术后疼痛的大鼠足底切口模型来评估MN贴片的镇痛效果。在大鼠翻正反射恢复后，立即在切口上方进行一次局部浸润注射麻醉或MN贴片治疗。按照指定时间点，分别对两批大鼠进行机械痛和热痛行为学测试，采用von-Frey测痛仪和大小鼠热板测痛仪评估伤害性反应，结果显示本研究制备的MN贴片具有显著、稳定、持久的镇痛特性，且对机械痛和热痛均有良好治疗效果。在测试阶段持续监测各组大鼠的体重，均呈现出稳定的增长，表明MN贴片应用对大鼠的健康和行为没有不利影响（如图3）。图3 评估pH响应性核壳MN贴片镇痛作用的行为学测试 a) 足底切口模型和行为学检测的流程图；b) 术后15天内大鼠体重的变化；c) 治疗前后大鼠机械缩爪阈值；d, e) 比较各组大鼠机械疼痛阈值与基线的变化；f) 治疗前后大鼠热缩爪潜伏期；g, h) 比较各组大鼠热缩爪潜伏期与基线的变化。所有数值均表示为平均值 ± SEM（n = 6）。结论：本研究采用独特的pH响应性核壳微针设计，有效实现了药物微晶的缓慢释放，取得了显著的长效镇痛效果。同时，研究突破了以往临床应用中“一刀切”的镇痛模式，通过利用手术切口局部微环境的变化，并充分挖掘其与术后疼痛强度的关联，成功实现了自我监测释放药物的创新。这一简洁而高效的个体化镇痛药物递送系统，在围术期疼痛治疗领域具有较好的转化意义和潜力。

摩方精密作为在全球微纳3D打印领域具有领先地位的企业，在拥有多款自研材料的基础上，积极拓展第三方材料打印的支持，致力于为客户提供更加灵活和多样化的打印解决方案，满足不同应用场景的需求。近日，摩方精密与Mechnano开展密切合作，其Formula1µ树脂已可适配于microArch® S230、microArch® S240和microArch® S350系列微纳3D打印设备。在这个充满活力的3D打印领域里，要取得卓越的成果，就必须始终站在技术和材料研发的最前沿。目前，ESD树脂在3D打印领域的应用正迅速普及，成为行业发展的一大趋势。在本文中，我们将深入探讨ESD树脂的应用方向，挖掘探讨它们在增材制造领域的重要性、优势及实际应用。01探索3D打印中ESD树脂的奥秘ESD（Electro-Static discharge）的意思是“静电释放”，是指两个电荷不同的物体接触或相互靠近时发生的现象。在3D打印的世界里，ESD的存在可能会引发一系列问题，尤其是在处理对静电敏感的电子元件时，或在静电可能对精密设备造成破坏的行业中。它就像一个隐形的陷阱，随时可能给我们的工作带来困扰。为了应对3D打印中的静电影响问题，Mechnano精心研制出了一种特殊的ESD树脂。这种树脂具有独特的性能，能够迅速消除静电。从而在因静电放电引发问题的应用场景中，成为极具吸引力的选择。电连接器02使用ESD树脂的优势1、升级组件保护采用ESD树脂的最大益处之一就是，它们可以在3D打印过程中为敏感的电子元件提供保护。通过降低静电放电的风险，有助于维持易损部件的完整，避免造成高额的损失。2、提高打印质量ESD树脂经过精心设计后，能够为打印工作提供出色的质量和表面光洁度。该树脂有着较低的收缩率和卓越的粘附特性，这使得它们能够实现精确且高品质的3D打印效果。3、应用领域广泛ESD树脂具有多功能性，适用于多种应用场景。无论是在电子行业的原型制作、航空航天的组件打造，还是医疗设备的研发制造，ESD树脂都能以其卓越的性能，满足这些行业对材料的高标准要求。4、行业标准遵循在众多行业中，静电放电保护的标准法规要求极为严格。然而，运用ESD树脂进行3D打印，便能有效地满足这些高标准要求。这不仅减少了可能遭遇的监管问题，同时也大幅度降低了产品失败的风险。5、成本效益把控ESD树脂不仅提供了优异的性能，同时也具有极高的成本效益。从长远角度来看，通过增强组件保护和降低故障率，实现显著的的成本节省。03ESD树脂在增材制造中的应用实例ESD树脂在各大领域中都有着广泛的应用，包括但不限于：精密电子：为敏感电子设备3D打印ESD安全组件和外壳。航空航天：制造符合ESD标准的飞机和航天器零部件。生物医疗：生产抗ESD的医疗设备和器件。汽车制造：为汽车电子创造ESD安全组件。消费产品：设计符合ESD标准的消费电子产品外壳。在3D打印技术的快速变革中，ESD树脂作为一种重要的材料，为保护电子元器件和产品的完整性发挥着关键作用。它具备出色的静电放电防护能力，能显著提升打印质量，并适应各大领域需求，对于追求优异成果的制造商来说，该树脂无疑是一种极具价值的选用材料。运用ESD树脂，不仅能有效保护敏感设备，避免因静电放电而造成的损害，同时还能在增材制造领域拓展新的可能性。因此，如果希望在3D打印事业中追求卓越成效，实现优质的打印质量和更广泛的应用领域，那么请考虑将ESD树脂纳入材料组合中。

背景越来越大的SLM金属3D打印：基于航空航天、能源等领域的需求，近几年得到爆发式发展，成为全球3D打印行业中最热门的技术应用，打印的金属零件尺寸从2016年以前的250mm，增加到2023年的1500mm，在某些领域已经成为产业化的刚需！越来越小的PμSL光固化3D打印：同样是做3D打印，摩方精密却另辟蹊径，凭借独有的“面投影微立体光刻”（PμSL）技术，3D打印的零件越来越小，越来越精密，却也同样开始在某些产业领域显示出强大的应用生命力。  △小小一盘微纳级3D打印机制造出来的青光眼导流钉。如果装满一盘可装几百个，其价值可达上百万元，抵得上二线城市的一套房南极熊导读：精度高达10μm甚至2μm的微纳级3D打印技术，而且能保证±10甚至±5μm以内的公差，它到底有什么真正的用途？发展到哪一步了？微纳制造，蕴藏着百亿级别的应用价值。2023年12月6日，南极熊参观了摩方精密在深圳观澜银星科技园的生产研发基地，这个成立于2016年成立的创业公司，为何能在最近2年融资4.7亿元、估值超30亿、并已经启动IPO辅导呢？让我们为你揭秘，这个全球超高精密3D打印领导厂商的内部动态和战略规划。△摩方精密3D打印车间在摩方精密的车间里，南极熊看到了数十台25μm、10μm、2μm等不同精度的3D打印机正在打印客户的零件产品，而且开机率几乎是100%。摩方精密市场部总监邢羽翔告诉南极熊，“我们常听到一些客户抱怨，他们需要等待一两周才能拿到打印的零件。实际上并不是摩方打印速度慢，而是来自全球的订单量很大，打印作业要排队。不过，我们也已经在准备扩大产能了。”△南极熊（右）专访摩方精密市场部总监邢羽翔（左）创业7年，从高壁垒的技术，到产业的转化摩方精密自2016年成立以来，一直坚持在走一条对于中国资本市场来说，非常具有挑战性的道路——以装备制造为基础逐步过渡到产品公司，进而最终过渡成为技术赋能性平台公司。在7年的发展时间里，摩方精密目前已经成长为全球唯一的，可以将3D打印精度精确到2μm级别且兼具超高公差控制能力，并能实现工业化应用的企业。在市场层面。公司成立初期，正值 3D打印技术在全球范围内逐渐兴起。面对这个千亿级的市场，摩方创始团队具备丰富的行业经验和深厚的技术背景，对行业发展前景有着清晰的认识和判断。就中国企业而言，有很多在产品方面做得很好，但真正能够将基础设备出口到海外的还是比较少的。过去这些年，中国在很多产业中，尤其在核心高端设备上更是受到限制。 △摩方精密微纳3D打印机全家桶在这样的背景和使命下，摩方精密在设备制造方面，稳操基本盘，在25μm、10μm、2μm微纳3D打印机都有主打的设备，且在科研及工业领域有着非常扎实的客户基础。在技术层面。微纳3D打印是3D打印大行业中的细分领域，它主要用于解决任何传统技术都很难处理的精密小型产品和复杂器件的加工、制造问题。这个技术可以加工非常微小尺寸的产品，在全球工业制造日益精密化、精准化和小型化的趋势下，高精密制造技术也在不断探索尝试新的技术、装备、材料及工艺。截至2023年11月，摩方精密已与全球35个国家，近2000家科研机构以及工业企业建立了合作关系，其中既有强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，也有全球前10的精密连接器企业，正在长线拓展布局客户范围。备受全球工业界肯定和关注摩方精密在这7年发展中，不断进行技术上的突破革新，备受各界特别是工业级的肯定和关注：在2021年，凭借超高精密3D打印系统microArch S240荣获2021年度全球光电科技领域最高奖“棱镜奖”，这也是中国企业第一次凭借本土原创精密制造技术的领先性获得此奖项。超高精密3D打印系统microArch®S230，荣获全球3D打印领域知名的TCT“硬件奖-树脂系统”，国内3D打印企业首次获奖。此后，摩方又陆续荣获TCT2022最佳硬件及聚合物系统奖、首届明月湖国际创新创业大赛特等奖、日本精密工学会制造奖（具有卓越的开发力和工业改善力的优秀新型产品或具有促进制造业发展作用的高新技术；精密工程领域开发出具有高社会价值产品和技术的优秀企业）。微纳3D打印：设备是主干，枝繁叶茂需靠终端应用邢羽翔告诉南极熊，“现在摩方已经明确了企业发展战略，在销售微纳3D打印机之外，会不断加大对终端应用的投入，后者的价值会为企业市场规模增加一两个数量级。如果将卖设备的收入视为1亿元，那么做终端产品的应用，未来或许可以达到10亿、100亿元级别的市场体量。”以机器设备销售为侧重点在设备制造领域，除了microArch® S240机型在热卖之外，2023年9月，摩方精密发布新一代工业级微纳3D打印机microArch® S350。△microArch® S350microArch®S350是摩方精密在精密电子领域的创新之作，可用于小批量、规模化精密仪器的生产制造。其分辨率为25μm，且将幅面尺寸从48 mm(L) x27 mm(W) x50 mm(H)增加至100 mm(L)*100 mm(W)* 50 mm(H)，可实现模型的小批量一体成型；可用于小批量、规模化精密仪器的生产制造，充分满足生产商对精密复杂连接器等零部件的批量生产需求，能极大提升生产效率；而且标配的创新技术——薄膜滚刀涂层技术，使microArch® S350在工作中加快树脂流平，并适应更高粘度（~5000cps）树脂的加工。当然，对于精密医疗制造、生物医疗、微流控、微机械等行业新应用也同步带来了降本增效的创新解决方案。在现阶段，摩方精密主要侧重机器设备的销售，这一部分收入在总营收中占据了重要地位。终端应用可开辟蓝海市场在终端应用方面，摩方精密致力于在生物医疗领域研发创新终端应用，以推动行业技术发展。目前有两款相对成型的终端产品：极薄强韧氧化锆牙齿贴面和毛细血管器官芯片。牙齿贴面△3D打印氧化锆牙齿贴面厚度降至40μm。传统的牙齿贴面，贴满一口牙的价格需要5万元以上摩方与北大口腔医院的专家团队紧密合作，投资1200万元建立了联合实验室，利用摩方超高精密3D打印技术，将氧化锆牙齿贴面厚度降至40μm左右。对比传统机加工制作的牙齿贴面材料厚度在300-400μm，是必须要磨牙的，只有磨掉一部分的牙釉质才能更好地做牙齿贴面，这对牙齿本身的伤害就很大。而摩方这款极薄强韧氧化锆贴面，可在不磨牙或尽量少磨牙的前提下，快速强化和美化牙齿表面，保护天然的牙釉质，减少治疗过程中对健康牙体组织的损伤，使牙齿形状、颜色和整齐度快速焕然一新，还能迅速提升牙齿表面的耐磨性、防龋性，实现极微创，甚至可能无创牙齿表面美学重建和快速强化，满足不同人群的美学要求。毛细血管器官芯片△3D打印的毛细血管器官芯片毛细血管器官芯片是利用微纳3D打印技术与器官芯片的创新研发成果，这是一款可实现更高细胞培养密度、连续数周的长期培养时间、更接近人体器官功能性的各种类器官的体外3D培养芯片。利用毛细血管器官芯片灌输培养系统，进行营养物质及代谢废物等物质交换过程，可帮助科研人员在两周内培育出细胞模型，并完成药物测试分析，从而有效提升药物筛选及新药开发进程。这款器官芯片已被用于器官组织培养及初期药物测试阶段，成功培养了结直肠癌类器官和肾近端小管类器官。青光眼导流钉△3D打印的青光眼导流钉，传统的导流钉单个价值就超1万元摩方精密与国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉用于治疗青光眼，这个产品大小为2.647*1.347mm，microArch®S140打印设备一次可成型将近2000个产品，模型中有非常精细微小和复杂的结构，其内部含有一根弹簧和球阀。带有微弹簧的引流钉，可以稳定的释放眼压，改善青光眼患者植入体验和病患。△刚打印出来的导流钉摩方极致的精密加工能力，近期也获得该医院的高度认可，他们利用摩方技术做的青光眼引流器，能为相当一部分患者由于病情的复杂性经过各种抗青光眼治疗，包括各种药物、激光、多次手术等，眼压仍然居高不下，目前临床上已无计可施的患者提供多一种手术选择。这款新型引流器将传统小梁切除术8个步骤，耗时30-40分钟缩短为3个步骤，耗时仅需3-5分钟。经过研究人员以及摩方技术4年时间的努力，为青光眼治疗提供了一种微创治疗方案，更加体现了摩方精密工业装备的核心。竞争逐渐开始，如何保持行业领先优势？南极熊注意到，近几年超高精度3D打印这个市场上也出现了一些竞争者。科技创新的成果转化是一个漫长的过程，再到产业化也需要一个过程。那么，摩方精密如何在精密增材制造愈发激烈的竞争环境中，保持行业的领先优势？摩方的技术叫做“面投影微立体光刻”（PμSL）技术，通俗的说是把光刻原理和3D打印相结合，这样可以提供非常高的打印精度，这也是摩方的核心竞争力之一。从1微米到20微米的打印机工作范围来看，目前摩方是呈全球垄断的态势。25微米、50微米以上，全球有很多的企业在做，但摩方精密可同时做到极限2μm打印系统，且兼具工业水准的加工公差控制能力。通过PμSL技术，能结合多种性能材料和相关后处理工艺，为各个垂直行业的产业化发展，提供了一种全新的精密制造解决方案。在创新应用方面，摩方不断赋能、孵化相关应用领域产品，发力开启终端应用产品布局。像上面提到的终端应用，一个是牙齿贴面，一个是毛细血管器官芯片，两款都是在生物医疗领域的全新应用。依托于长期积累的核心技术，摩方精密的3D 打印技术已经广泛应用于多个垂直领域，如医疗器械、精密连接器等，与多家知名企业建立了合作关系。摩方精密始终致力于在微纳3D打印行业深耕发展，从未停止探索市场趋势的步伐，摩方精密也一直在寻找与自身业务相关的新技术、新理念，持续做好设备制造、产品研发、终端应用拓展。另外，也在致力于中国技术出海工作，把中国制造传递到世界各地。在人才培育方面，通过与高校、科研院所合作，培养一批具有创新精神和实践能力的专业技术人才，为科技成果转化提供人才保障。同时，大力建立国际合作伙伴关系，推动国内原创技术与设备出海，为科技成果在海外转化提供人才和政策的支持。并在全球各地建立分支机构，以便更好地服务于国际客户和市场。融资超4.7亿元，创业之路越发坚定南极熊记得，在摩方创业之初，很多投资机构跑来向南极熊咨询了解微纳级3D打印技术，多数人表示看不懂，“摩方这个团队是挺优秀的，技术也厉害，但是这么精密的3D打印技术，有什么用处呢？能应用到哪些地方呢？”那时候南极熊的回答是，“摩方打开了一扇微观世界制造技术的大门，其“面投影微立体光刻”技术是微观领域的基础性制造工艺，属于共性底层技术，应用肯定会很广泛，但是需要时间来发展。至于目前具体有什么用，摩方的创始人本身也不太清楚，摸着石头过河。”而2022到2023这两年期间，一批投资者们纷纷向摩方精密陆续投入了超过4.7亿元人民币，包括国家制造业转型升级基金股份有限公司、上海国泰君安创新股权投资母基金、上海张江科技创业投资有限公司、重庆健欣合盈私募股权投资基金合伙企业、广东泛湾盈康股权投资合伙企业（有限合伙）、广州云帆科技投资有限公司、深圳启暄领投、深创投、海通证券旗下广东南方媒体融合发展投资基金、日本大河通商等。而且，摩方早已启动IPO辅导，将在未来几年内上市。其吸金能力为什么如此的强？对于企业的战略规划，邢羽翔告诉南极熊：短期来看，摩方首先确保稳步推进装备销售，并进一步加强后续客户跟踪售后及技术支持；其次持续加紧创新技术研发，拓展终端应用。长期布局方向，摩方精密将致力于建立一个更加完善的全球市场网络，加快研发、创新、展示中心和销售为一体的战略布局。让摩方可以进入更多的领域，在终端、产品端去和客户相互合作，把摩方的材料和设备进一步地推入到终端产品中去，最终过渡成为技术赋能性平台公司。这就是摩方未来几年的主要发展战略。目前，摩方员工总数已经超过200人：国内已在重庆、北京、上海、深圳、厦门、武汉、南京、西安、杭州等多地设立分支机构；在日本、美国等地设立海外分公司，进一步加速全球市场拓展和持续增长。未来，海外方向会在美国构建以波士顿为销售中心、圣地亚哥研究院为研发中心的布局，全面覆盖欧美市场。在日本，公司与本土企业联手创建合资子公司，快速拓展日本市场的销售业务。“至于怎么更好地发挥摩方精密的行业价值，我们其实不仅仅只靠自身的设备研发能力、创新应用以及市场的洞察力，还希望业界，比如南极熊这样优质的3D打印行业平台，可以提供更多行业交流合作的机会，让科研、技术与市场能够联动起来。与此同时，也希望各类企业、高校和科研机构建立紧密的合作关系，共同研发创新技术，以推动整个行业的创新和发展；与各行业共同搭建起一个创新生态圈，打造国际化的产业创新集群，推动全球科技创新协作。”“哦，对了，还有个重要的事情。预计到2024年，摩方还将推出多款设备和应用，实现更高效率的超精密打印。”离开摩方公司的时候，南极熊不得不为中国的超高精度3D打印领军企业【摩方精密】点赞。

IPFL(The Plastic Machining, Fabrication & 3D Specialists）在制造精密零部件方面处于微纳3D打印的创新前沿位置，能够实现超高精度且兼具工业级的公差控制能力，这得益于摩方精密独创的面投影微立体光刻（PµSL）技术及解决方案支持。该技术对于航空航天、生物医疗和精密电子等行业来说，无疑是一股强大的助力，它能够创造出用传统方法无法实现的极高精度的部件。PµSL技术突破了传统制造工具的局限，简化研发设计的流程并减少生产资源的浪费，实现了快速成型与降低生产成本的双重优势，为高端制造业带来了极高的便捷和效率。IPFL在微部件制造方面具备深厚专业的知识，在PµSL技术的辅助下，实现在制造极复杂、超高质量部件的过程中无缝集成，为客户提供卓越的准确性和满意度。摩方精密携手IPFL，让微纳3D打印技术更好地赋能制造业，让复杂的设计愿景成为现实。利用PµSL系统：释放微纳3D打印的潜力新技术和工艺的涌现，使得3D打印世界经历了翻天覆地的变革。摩方精密的PµSL技术作为一种颠覆性的微纳3D打印技术，在微纳生产领域，为生产高质量、结构复杂的部件提供了一种多功能且强大的解决方案。微纳3D打印技术以其强大的力量，使得创造出极其详细且复杂的部件成为现实，这些部件往往无法通过传统的制造方法生产而成。借助摩方精密的PµSL打印系统，企业可以在各种行业中挖掘新的机会，包括航空航天、生物医疗和精密电子等行业。PµSL打印系统以其高分辨率和精确度，能够创造出符合严格要求的实用原型、复杂模具和精密部件，为各行各业带来了前所未有的机遇。微纳3D打印：PµSL技术助力IPFLPµSL技术利用先进的材料、高分辨率光学和精确的运动控制系统的组合，实现了在微纳生产中超高精度准确性。以下是PµSL技术的工作原理概述：►数字建模：首先使用建模软件创建的所需部件的三维结构模型。►切片处理：使用切片软件对三维模型以一定大小的层厚进行切片处理，得到一系列具有特定图案的二维图片，厚度通常仅有几微米，对应于3D打印部件的各个层面。►树脂制备：光敏聚合物树脂对紫外线（UV）光敏感，在紫外光的作用下发生光聚合反应从而固化。►投影曝光：经调制后的光通过最终物镜投影至液态树脂材料表面，对特定区域进行选择性曝光从而生成特定结构。►逐层构建：对切片后的每一层图案进行整面投影曝光，反复重复上一步骤并层层堆叠最终成型出所需的三维结构。►后处理：打印完成后，它就被从构建平台移除并进行后处理。包括清除多余的树脂、去除支撑结构，以及将部件放入UV室进行额外固化以增加强度等。PµSL技术以其出色的制造能力，成功地实现了对分辨率高达2微米的复杂部件的精确制造，适用于那些对极高精度和复杂几何形状有迫切需求的应用场景。由于航空航天、生物医疗、精密电子和微光学等领域对细节的把控和需求，使得PµSL技术成为他们实现精密制造的关键。降本增效：PµSL系统助力企业转型升级从企业生产效率出发，借助PµSL打印系统进行微纳3D打印，能够显著降低生产成本和开发周期。通过突破传统制造工具的局限，企业可以节省大量研发时间和成本，此外，PµSL系统支持快速原型制作，使工程师能更高效地迭代设计。这不仅加速了产品开发，还有助于减少材料浪费，进而实现可持续的生产方式。总之，PµSL打印系统可为企业带来了一种高效、环保的制造解决方案。采用摩方精密的PµSL技术，为追求高精度和复杂部件生产的企业带来了显著的优势。其卓越的准确性、降本增效的特性以及快速原型制作能力，成为高精密制造行业的完美选择。随着精密生产技术的不断发展，PµSL打印系统有望在未来制造业中发挥关键作用，助力企业打造出曾经被认为不可能生产的产品和零部件。在未来，摩方精密也会一直致力于为企业带来了一种高效、创新的打印解决方案，携手更多企业开启精密制造的无限可能。

近日，南极熊应邀参观摩方精密研发生产中心，旨在深入了解面投影微立体光刻（PµSL）技术及其应用，共同探讨在精密制造领域的最新研究成果和未来产业布局。摩方精密是一家专注于精密打印技术研发、设备产品与应用支持的高新技术企业，其研发生产中心拥有先进的设备调试和打印服务中心，为来自全球的客户提供全方位的精密打印解决方案。设备调试中心覆盖先进的生产设备和完善的技术服务体系，主要负责对精密打印设备进行调试、维修和保养，确保设备在最佳状态下运行。打印服务中心为客户提供一站式打印服务，包括高精密打印、快速打印、建模服务等多种服务，可以满足客户定制化、多场景化的打印需求。摩方精密以卓越的技术实力，打造了一支既拥有深厚专业知识，又具备丰富实践经验的优秀技术团队。他们以专业的技术支持，为客户的打印工作提供强有力的保障；以精细的建模辅助，帮助客户实现从设计到成品的完美蜕变；以创新的打印方案设计，为客户提供最适合的打印解决方案。无论是前期的技术支持，中期的建模辅助，还是后期的打印方案设计和打印效果优化，摩方精密的技术团队都能以专业的素养，为每一位客户提供全方位的服务。Part 1:Equipment Commissioning Center设备调试中心对于摩方精密的3D打印系统来说，严格的调试是至关重要的。这些设备在生产过程中需要达到极高的精度，因此在调试过程中，工程师必须密切关注每一个细节，确保设备的性能达到最佳状态。在设备调试过程中，工程师们需要运用专业的技能和丰富的经验，对设备的各项参数进行调整，以达到精确的生产要求。这包括对设备的运行速度、温度、压力、平衡等关键参数的精确控制。只有这样，才能确保设备在打印生产过程中始终保持稳定，从而保证产品的质量和精度。此外，调试过程还需要对设备进行全面的检测和测试，以发现并解决可能存在的问题。包括对设备的结构、电路、软件等方面进行详细的检查，确保设备的各项功能都能正常运行。只有在解决了所有潜在问题后，设备才能正式投入使用。由于设备的精密程度极高，再次安装的过程中，微小的变化都可能使精度发生变化，所以需要重新进行调试。这些微小的变化，虽然看起来似乎无足轻重，但实际上却可能对打印效果产生深远影响。同时，设备的生产环境要求也极高，许多环节都需在实验室中人工进行操作和调整，普通的工厂流水线无法满足其生产需求。Part 2:3D Printing Service Center打印服务中心经常有客户反映，他们等待打印零件的时间往往要花费一两周。这并非是摩方的打印速度放缓，而是来自全球范围内的订单都安排在打印服务中心进行，打印任务日益激增。为了提高打印速度，缩短客户的等待时间，摩方精密将进一步增大设备产能、优化打印流程、增加打印人员以及提供灵活的打印服务，满足了客户的多样化需求。确保客户能够在最短的时间内获得所需的打印产品。缩短客户的等待时间，提供更优质、更高效的打印服务。关于摩方精密打印产品的交付周期，会根据客户的具体需求而定。摩方精密作为全球微纳3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商，其产品广泛应用于精密电子、医疗器械、航空航天等领域。由于这些领域的特殊性，对产品的精度、质量和性能要求极高，因此，摩方精密需要根据客户的具体需求来设计和生产打印产品。在生产过程中，摩方精密会充分考虑客户的需求，包括打印产品的尺寸、形状、材料、精度等，以及生产数量和交货时间等。最终再根据需求进行生产计划和调度，确保产品能够在规定的时间内完成生产，并交付给客户。当打印任务顺利完成后，工程师们便开始进行后处理和检测工作。他们利用一系列检测设备，在显微镜下认真观察样品，以确保其满足客户的标准。由于打印出的产品非常精细，因此在生产过程中可能会产生一些误差。工程师们会在检测中心进行全面的检测，并最终出具一份报告。摩方精密会将这份详尽的报告提交给客户，其中将包括打印产品的公差、整体状况以及显微镜下拍摄的图片。▲检测室同时，摩方精密推出了建模服务，协助有创新想法但无法自行将其转化为具体模型或设计的客户。根据需求进行评估，然后协助他们完成建模，将他们的想法变为现实。▲大设备室Part 3:Terminal Product创新终端应用，做技术赋能性平台以装备制造为基础逐步过渡到产品公司，进而最终过渡成为技术赋能性平台公司。在7年的发展时间里，摩方精密目前已经成长为全球唯一的，可以将3D打印精度精确到2μm级别且兼具超高公差控制能力，并能实现工业化应用的企业。▲青光眼导流钉摩方精密一直以来都坚守着专业、周到以及客户至上的服务理念。将3D打印技术转化为一种真正意义上的精密快速成型工具，以及直接生产制造的解决方案。为客户提供超高精度、高公差加工能力的3D打印系统，以满足客户在精密结构件和功能器件等方面的需求。在服务方面，摩方精密通过本地化经营和服务，深入拓展区域内客户，提升区域内合作客户的使用体验。目前国内范围，已在重庆、北京、上海、深圳、厦门、武汉、南京、西安、杭州等多地设立分支机构；海外范围，已在日本、美国等地设立海外分公司。摩方精密全球化的业务布局，以便更好地为客户提供及时、高效的技术支持与服务支撑。截至2023年11月，摩方精密已与全球35个国家，近2000家科研机构以及工业企业建立了合作关系，包括GE医疗、强生等，其产品广泛应用于连接器、精密医疗器械、消费电子、精密加工等行业。这充分体现了摩方精密对待客户的专业态度和以客户为中心的服务理念。▲摩方精密微纳3D打印机全系列摩方精密作为一家专注于微纳3D打印技术的高科技企业，对未来有着积极的展望，将持续致力于推动微纳3D打印技术的发展，为各行各业提供高效、创新的生产解决方案，助力全球制造业的转型升级。

聚合物衍生陶瓷（Polymer derived ceramic, PDC）技术是通过在真空、惰性或反应性气氛中对陶瓷前驱体（Preceramic polymer, PCP）进行热解来制备碳化物、氮化物和碳氮化物等非氧化物陶瓷。PDC技术的优势在于可以通过分子水平设计实现成分和微观结构的可调节，制备工艺简单且成本低廉。与传统非氧化物陶瓷加工技术相比，其热处理温度较低，仅1000℃左右。由于PDC陶瓷具有优异的力学性能以及耐高温和耐腐蚀能力，一体化成型的复杂形状PDC零部件在航空航天、国防、电子、能源工业等领域有着巨大的应用潜力。由于PCP前驱体通常是透明含硅树脂混合物，不含陶瓷颗粒，可通过3D打印技术制备各种高精度复杂三维结构，使其打印精度远高于粉末基陶瓷浆料。在众多3D打印技术中，光固化3D打印技术拥有更高成型精度，能打印更复杂精细的结构。尽管目前有各种关于3D打印PDC陶瓷的研究，但是其打印精度通常在100μm以上，仍未充分发挥光固化3D打印技术高精度的优势，且陶瓷产率和力学性能通常较差，无法满足实际应用需求。近日，南方科技大学葛锜/王荣团队开发了一种具有超高打印精度和高陶瓷产率的PCP前驱体，采用摩方精密nanoArch®S130（精度：2 μm）和microArch®S240（精度：10 μm）3D打印设备，制备了尺寸从亚毫米到厘米的多种复杂三维结构，打印精度高达5μm。PCP前驱体在1100℃真空热解后转化为SiOC陶瓷，陶瓷产率高达56.9%。研究团队设计了一种基于三重周期极小曲面（Triply Periodic Minimal Surface, TPMS）的I-WP结构（孔隙率80%），该结构SiOC陶瓷抗压强度高达240 MPa，实际密度仅为0.367 g/cm3，对应比强度为6.54×105 N·m/kg。超高打印精度、优秀的比强度、高陶瓷产率以及复杂高精度零部件的可加工性能，这些特性可极大的促进PDC陶瓷在工程领域和极端环境中的应用。图1中，a-c展示了3D打印聚合物衍生陶瓷流程。采用摩方高精度3D打印设备打印PCP前驱体，将打印所得生坯放入管式炉中，在真空条件下1100℃热解即得到SiOC陶瓷。d展示了3D打印不同尺度陶瓷点阵结构。e-f展示了各种不同尺寸的陶瓷机械零部件，包括螺纹件、齿轮轴、涡轮和棘轮结构等。 图1. 3D打印聚合物衍生SiOC陶瓷。a. DLP 光固化3D打印原理图；b. 3D打印陶瓷前驱体生坯；c. 热解后SiOC陶瓷点阵结构；d. 毫米到厘米尺度的陶瓷点阵结构；e. 3D打印各种陶瓷机械零件；f. 3D打印陶瓷棘轮。PCP前驱体采用聚硅氧烷SILRES®604、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（TMSPM）和丙烯酸苄酯（BA）为基本原料（图2a），苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦为光引发剂，苏丹橙G为光吸收剂。TMSPM同时含有“C=C”双键和“Si(OCH3)3”基团。“Si(OCH3)3”基团可水解为硅烷醇，并与聚硅氧烷发生缩合反应，而“C=C”键赋予有机硅树脂光反应活性（图2b）。丙烯酸丁酯（BA）的加入一方面有效降低了体系粘度，另一方面提高了前驱体的光反应活性和生坯力学性能，使其适用于超高精度光固化3D打印（图3）。 图2. 材料和反应原理。a. 用于制备PCP前驱体的材料：聚硅氧烷SILRES®604、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（TMSPM）和丙烯酸苄酯（BA）；b. PCP前驱体水解缩聚和光聚合反应原理。 图3. 604-TMSPM和604-TMSPM-BA前驱体性质对比。a-b. 3D打印过程中绷膜对固化的604-TMSPM和604-TMSPM-BA前驱体作用效果示意图；c. 前驱体的粘度随剪切速率变化关系；d. 前驱体的光流变实验。阴影区域表示紫外光开启的时间范围；e. 前驱体生坯的应力-应变曲线。   为了展示PCP前驱体的打印精度，研究团队打印了水平阶梯测试面内成型精度和垂直阶梯测量层间成型精度。如图4所示，面内精度高达5μm，层间精度达9μm，可打印杆径为8 μm的octet truss点阵结构。 图4. 打印精度表征。a. 3D打印水平阶梯SEM图，用于测量面内打印精度；b. 水平阶梯的局部放大图，最小线宽为5 μm；c. 3D打印垂直阶梯SEM图，用于测量前驱体固化深度；d. 固化深度随曝光能量函数关系；e-f. 3D打印杆径为8 μm高精度octet truss点阵结构（热解前）。采用该PCP前驱体可打印各种类型三重周期极小曲面（TPMS）结构。如图5所示，打印Gyroid、Schwarz P和I-WP结构的总尺寸仅为0.73mm， I-WP结构的最小壁厚仅为5μm。将这些陶瓷结构与文献报道数据进行对比，在打印精度、比强度、硬度和陶瓷产率等四方面均处于领先水平（图6），其中打印精度为目前DLP/SLA技术打印陶瓷结构精度最高水平。 图5. 3D打印高精度SiOC陶瓷TPMS结构（整体尺寸为亚毫米级，特征尺寸为微米级）。a, d, g. Gyroid结构；b, e, h. Schwarz P结构；c, f, i. I-WP结构。 图6. 3D 打印SiOC陶瓷的力学性能。a. 不同孔隙率TPMS结构的应力-应变曲线；b. 不同TPMS结构的压缩强度比较；c. 文献报道SiOC或SiC陶瓷结构压缩强度与密度的Ashby图；d. 在打印精度、比强度、硬度和陶瓷产率等四方面与文献进行比较。相关研究成果以“Vat photopolymerization 3D printing of polymer-derived SiOC ceramics with high precision and high strength”为题发表在增材制造领域顶刊《Additive Manufacturing》上。本论文第一作者是博士生何向楠，共同一作兼共同通讯作者是研究助理教授王荣，通讯作者葛锜教授。该工作得到了国家自然科学基金委、广东省科技厅和深圳市科创委的大力支持。

近年来，可穿戴电子皮肤（e-skin）飞速发展，现已成为众多科研工作者瞩目的焦点。为了适应应用场景的复杂性和多样性，对于具备多功能性、全面性和强适应性的电子皮肤的需求不断增加。而柔性聚合物固有的高粘弹性使得传统的电子皮肤普遍存在灵敏度低、响应时间长、稳定性差等问题。通常，合理的微结构设计是改善这些性能的有效策略，然而单一的微结构设计很难在显著地扩展传感器监测范围的同时，兼顾其灵敏度和厚度等性能，这严重阻碍了电子皮肤器件的进一步应用发展。人体皮肤作为一种天然的、最为优秀的感受器，其从外到内依次分为角质层、表皮层、真皮层和皮下组织层。其中，表皮层和真皮层之间精密的互锁结构可以增强皮肤对各种环境刺激的感知，如湿度、温度、压力等，从而提高皮肤对于各种刺激的敏感性。与此同时，人体皮肤从外向内呈现出弹性模量依次递减的变化趋势，很好地优化了应力传递，并高效地将其传递给位于真皮层的大量机械感受器，从而实现对于各种外界刺激的准确感知。近日，复旦大学的武利民课题组研发了一种基于非对称互锁梯度模量结构的柔性电容式压力传感用于超宽范围压力监测。在该传感器中，非对称互锁的结构化电极为监测范围的拓宽起到了至关重要的作用。团队采用摩方精密nanoArch®S130（精度：2μm）3D打印设备，实现了非对称互锁穹顶结构模板的高精度打印，并创新性地将非对称互锁的结构化电极和梯度模量的概念结合起来，在保障了传感器其余性能的同时，进一步扩大了监测范围，确保了传感的可靠性。该传感器最大限度地利用了微结构构筑的可变形空间，极大地放大了外界刺激，从而表现出优异的综合性能：包括9.89kPa-1的高灵敏度，1.84 Pa-530 kPa的超宽感知范围以及0.7 mm的超薄厚度。除此之外，本研究还将该制备的传感器搭载在一个智能平台上，并选取鼠标作为演示案例。在实际应用展示中，该智能平台可以实时检测鼠标使用过程中不同按键的压力信息，并根据人们使用鼠标的习惯，调整不同按键的柔软程度，使人们以最舒适、最自然的压力握住该鼠标。该平台的设计理念，源于人体皮肤可以根据大脑皮层提供的信息进行精妙地反馈这一功能，旨在探索下一代医疗保健和人机交互的发展方向。相关研究成果以“An Asymmetric Interlocked Structure with Modulus Gradient for Ultrawide Piezocapacitive Pressure Sensing Applications”为题发表在期刊《Advanced Functional Materials》上。该工作得到了国家自然科学基金委的大力支持。 图1 非对称互锁梯度模量传感器的结构设计与应用。a）人体皮肤结构示意图。b）仿照皮肤设计的非对称互锁梯度模量结构，呈现非对称互锁电极和梯度弹性模量的结构。c）基于不同结构的压缩电容式传感器可变形空间比的计算结果对比。d） 非对称互锁梯度模量结构中各组成部件在0-500 kPa压缩范围内的应变贡献。e） 基于非对称互锁梯度模量传感器搭建的智能可调节鼠标示意图。 图2 非对称互锁梯度模量压缩电容式柔性压力传感器的制备过程与结构展示。a） i）上电极，ii）下电极和iii） Ecoflex/CNTs复合介电层的制备工艺。b, c） PUD/PEDOT:PSS上电极的扫描电镜图像，b倾斜图和c侧面截面图，比例尺，200 μm。d, e） Ecoflex/CNTs介电层与PDMS/PEDOT:PSS下电极交联的SEM图像，d倾斜图和e侧面截面图，比例尺，200 μm。f） 非对称互锁梯度模量传感器示意图。 图3 非对称互锁梯度模量柔性电容压力传感器的传感性能。a）非对称互锁梯度模量传感器的归一化电容变化和灵敏度。b）响应时间和弛豫时间。c）在19.6 Pa预加载应力下的微小压力检测。d）不同压力下非对称互锁梯度模量传感器的动态归一化电容响应。e）在80 kPa的高压下，非对称互锁梯度模量传感器在10,000次加载/卸载循环中实时归一化电容变化曲线。插图放大显示了不同时间段内归一化电容的变化。f） 非对称互锁梯度模量传感器在不同压力下对温度的电容响应。g）本工作与其他已发表的工作在六个核心参数上的比较（灵敏度，传感范围，厚度，检测限，响应时间，稳定性）。 图4 基于非对称互锁梯度模量柔性压力传感器的智能可调节鼠标平台。a）该平台的工作逻辑分为三个模块:压力感知、数据处理和模量调节。b）智能鼠标平台的光学照片，比例尺，10毫米。c）智能鼠标平台对于各种手部运动的归一化电容变化响应。d）实验者在智能鼠标模量调整前后的指尖应力分布对比。e）模量按钮的实时温度，左（Pleft）、右（Pright）按键的压缩应力，以及触摸同一鼠标不同按键时人体施加的平均应力水平的差异（ΔM）展示。

12月8日，重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称“摩方精密”）荣登《财富》，这不仅是对摩方精密在高精度制造业领域引领变革的肯定，也是对其在全球经济中举足轻重地位的认可。此前，摩方精密凭借在超高精度微纳3D打印技术、超高精密制造解决方案的绝对创新优势和商业模式，已入选《财富》“2023年中国最具社会影响力的创业公司”榜单。摩方精密荣登《财富》原文《引领高精度制造业变革的先锋》“摩方精密凭借颠覆性的微纳3D打印技术，以其降本增效的独特优势，助力基础工业制造出精密微小型的零部件。”全球对微纳米级零部件的需求不断增长，涵盖了从电子元件到医疗植入物等多个领域。然而，传统制造方式往往难以完成这些精密加工需求。随着终端产品的日益精密化、精细化和小型化的趋势，模具制作、机械加工以及冲压等工艺制造难题日益凸显，成本也更加昂贵。在此背景下，摩方精密为市场提供了一种独特的解决方案。摩方精密欧美区总裁John Kawola阐述道：“我们的微纳3D打印技术能支持生产微米级的零部件，并且在生产量及生产效率方面，非常具有竞争力和成本效益。”他进一步强调：“在当前制造规模上，尚无其他公司能同时兼具这两点优势。”摩方精密研发的微纳3D打印机，采用了面投影微立体光刻（PµSL）技术，可快速制作出原型，并能更高效地生产出高公差控制且高分辨率的零部件。例如，厚度仅为传统产品三分之一的牙贴面，以及能够模拟活体组织的生物芯片。凭借雄厚的资金实力和庞大的全球客户体系，摩方精密立足中国、布局全球，目前已在美国、英国、德国和日本等地设立海外分公司。摩方精密正在从设备、服务、技术创新、终端应用四方面同步推进，致力于研发和生产前所未有的超高精密零部件，以创新为动力，不断探索微纳3D打印技术的边界，用高精密制造为技术赋能，为行业未来发展注入无限可能。自2018年底全球平台启动以来，摩方精密已与世界35个国家，近2000家工业企业和科研机构建立起紧密的合作关系。在全球范围内，公司已安装超过400套打印系统，并为1,800多位客户提供设备及打印服务。摩方精密在2022年3亿元人民币C轮融资的基础上，于今年7月，成功完成了1.7亿元人民币的D轮融资，近12个月的融资总额已达到4.7亿元人民币。JohnKawola表示：“这些融资成果充分展示了投资界对摩方精密的高度信任与支持。”摩方精密的成功，很大程度上得益于其自创立之初便秉持的全球视野。JohnKawola表示:“早在公司创立初期，我们就确定了构建全球业务网络的战略目标，以期加速企业的蓬勃发展。”为实现这一目标，摩方精密在全球各地设立了区域办事处，雇佣当地优秀人才，并为进入每一个新市场量身定制了独特的品牌传播策略。满足医疗保健领域不断增长的需求摩方精密独特的微纳加工技术，因其助力基础工业发展的优势，吸引了众多客户。在电子和光学领域，随着无线电频率的不断增加，减小天线尺寸已成为提高处理能力的关键。与此同时，在医疗器械行业，减少无创手术和药物输送方法的影响也已成为社会大众关注的焦点。JohnKawola表示：“在众多领域，我们都看到了对微型零部件加工的迫切需求。”以药物研究为例，传统方法通常通过昂贵、耗时且颇具争议的动物实验，以评估潜在药物与活组织的相互作用。为了寻求更为高效和安全的研究方法，研究人员不断尝试其他途径，如在体外培养组织，或模拟重建组织和器官的芯片。然而，这些替代方法存在一个根本性问题：细胞仅在类似人体环境的条件下才能茁壮成长，这需要细胞周围提供充足的营养物质，并确保废物的有效排出。这就不得不提及摩方精密的生物芯片。这款芯片内部设计了微孔，模拟了毛细血管壁的物质传输，能够更精确地模拟真实的生物过程，有助于生长活组织，从而为拯救生命创造更多机会，并显著缩短药物筛选、测试和验证新药所需的时间。JohnKawola表示：“我们坚信这个创新概念以及这一系列的终端应用，将有助于细胞和组织生长及相关药物测试的未来发展。”他强调。摩方精密还在微创手术设备领域取得了重要突破。通过与北京同仁医院的持续合作，波士顿分部的中国团队成功设计并生产了一种用于治疗青光眼的眼内支架。据美国疾病控制与预防中心（CDC）数据显示，青光眼是全球第二大致盲原因。这款长度不到3毫米的装置，已在五项一期临床试验中展现了令人满意的效果。它不仅减少了青光眼手术的复杂步骤，还将原本可能需耗时45分钟的过程缩短至仅需3到5分钟。此外，摩方精密还生产了一种厚度仅为传统牙贴面三分之一的极薄强韧氧化锆牙齿贴面，能使患者保留更多牙釉质。对于许多追求牙齿矫正和美白的人来说，这款产品简化了矫正过程，带来了无痛的治疗体验。拓展新市场持续关注各关键行业的创新机遇已成为摩方精密企业文化的一部分。JohnKawola表示：“微电子机械系统（MEMS）传感器、半导体测试与封装，以及微机器人等领域正日益受到广泛关注。”他强调，“摩方精密的每位成员每天都在积极学习了解新技术和新应用。”未来十年，3D打印行业将不断拓展和改进其硬件、软件和材料领域，实现更广泛的应用。当然，摩方精密对自身在下一代产品设计及制造中所发挥的作用充满信心。“我们注重应用开发和技术创新，”JohnKawola表示，“摩方精密将引领这一领域。”摩方精密的中国团队与北京一家医院携手合作，成功设计并生产出一种颠覆性的支架，大大缩短了治疗青光眼的手术过程。摩方精密的牙贴面厚度仅为传统牙贴面的三分之一，能够更大程度地保留患者牙釉质。摩方精密的生物芯片设计了微孔，模拟了毛细血管壁的物质传输过程。相较于其他药物研究方法，这种设计能够更精确地模拟真实生物过程。关于《财富》FORTUNE《财富》杂志（Fortune）是一本全球知名的商业杂志，创刊于1930年，由美国时代华纳公司出版。该杂志以深入报道和权威分析全球商业、财经和经济领域的新闻和趋势而闻名，被誉为“商业圣经”。《财富》杂志每年发布多个重量级榜单，如“世界500强企业”、“美国500强企业”等，这些榜单在全球范围内具有极高的知名度和影响力。它是商界人士了解全球市场动态、把握商机、提升企业管理水平的重要参考资料。

近几年具有出色变形能力和可控性的磁流体机器人受到广泛关注。然而，这些研究大多是在体外进行的，将磁流体用于体内医疗应用仍然是一个巨大的挑战。同时，将磁流体机器人应用于人体也需要解决许多关键问题。本研究创建了基于磁流体的毫米机器人，用于体内肿瘤靶向治疗，其中考虑了生物相容性、可控性和肿瘤杀伤效果。针对生物相容性问题，磁流体机器人使用玉米油作为基载液。此外，该研究使用的控制系统能够在复杂的生物介质中实现对机器人的三维磁驱动。利用1064纳米的光热转换特性，磁流体机器人可以在体外杀死肿瘤细胞，在体内抑制肿瘤体积、破坏肿瘤间质、增加肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖。这项研究为基于磁流体的毫米机器人在体内实现靶向治疗提供了参考。近日，北京航空航天大学机械学院冯林课题组提出了一种通过具有生物相容性的磁流体机器人实现肿瘤的光热治疗方法。该方法将磁流体的基载液改为具有生物相容性的植物油，通过三维电磁控制系统实现磁流体机器人的靶向控制，对该种磁流体机器人在体外与体内的生物相容性和光热肿瘤杀伤效果进行了细致的研究。本研究中的所有3D模型均使用摩方精密nanoArch®S140设备打印。相关研究内容以“Biocompatible ferrofluid-based millirobot for tumor photothermal therapy in Near-Infrared II window”为题发表在《Advanced Healthcare Materials》期刊上，冯林教授为通讯作者，硕士生纪易明为第一作者。图1.用于近红外 II 窗口肿瘤光热治疗的生物兼容磁流体液滴机器人（BFR）概念图。图2. BFR表征。(A)Fe3O4纳米粒子的 XRD 图。(B)Fe3O4纳米颗粒的傅立叶变换红外图。(C)油酸包裹Fe3O4纳米颗粒的傅立叶变换红外图。(D) BFRs 中纳米粒子的透射电子显微镜（TEM）结果。(E) 所制备磁流体的磁滞线。(F) 磁流体的紫外-可见-近红外吸收光谱。(G) 不同浓度的BFR在 1064 纳米近红外照射下的温度曲线。(H) 5个加热-冷却循环过程中BFR的光热稳定性研究。该研究制备了一种生物相容性磁流体（BFR），并对其进行了详细表征，如图2所示。该生物相容性磁流体由超顺磁性纳米颗粒（磁响应组分）和生物相容性植物油（基载液）构成。双层的油酸包裹磁颗粒使磁流体获得较好的稳定性。磁滞回线展现出该磁流体良好的磁响应能力。红外吸收光谱和光热升温曲线体现了该磁流体较好的光热转换效率和光热稳定性。图3. BFR在体外模拟血液循环环境中的运动。(A) BFR 可被控制移动到全血环境中三维血管模型的任意分支。比例尺：5 毫米：(B) BFR 在肝门静脉血管模型中的运动控制，显示了 BFR 由于可变形性和分裂能力而在血管中的可移动性。比例尺：2 毫米。(C) 磁流体机器人越过障碍物的侧面示意图。(D) BFR 在磁阻力作用下穿过障碍物和心脏组织表面的沟槽。(E) BFR 超声成像示意图。比例尺：5 毫米：(F) BFR 在一块牛心血管组织的内表面形成一个稳定的球体。(G) 超声成像视频快照，显示运动控制过程中 BFR 在不同时间的位置。比例尺：2 毫米。(H) BFR 在全血环境中逆流而上。比例尺：1 毫米。同时该研究对BFR在针对模拟体内靶向治疗环境的运动控制进行了详细研讨。通过四线圈三维电磁系统，磁流体机器人可以实现高精度三维运动控制。由于其具有极强的变形、分裂和融合能力，BFR可以在更为复杂的血管环境（如模拟肝门静脉模型）中运动，以及逆血流的运动。此外，因所选磁流体基载液材为有机液体，该种磁流体并不会与血管和心脏内壁发生粘连，可以实现在血管中和心脏表面的运动控制。磁颗粒与体内环境的密度差异也使得超声成像对BFR在体内的位置进行实时显示。图4. 体内肿瘤杀伤实验。(A) 各实验组裸鼠在治疗六天后的肿瘤情况，(B) 体重曲线。(C) 肿瘤大小曲线。(D) 六天治疗后离体肿瘤组织的体积统计。(E) 小鼠肿瘤切片的 H&E 染色结果。比例尺：50 微米。(F) 和 (G) 肿瘤切片的 TUNEL 和 KI67 染色结果。黑色背景图像为荧光图像，白色背景图像为特征荧光图像。比例尺：100 μm。此外，该种磁流体对体内肿瘤的治疗效果得到了验证。通过小鼠实验可以观察到治疗组小鼠的肿瘤体积有明显的减小。在染色结果中治疗组也展现出了对肿瘤组织的杀伤和抑制生长效果。

位于亚特兰大市中心的佐治亚理工学院，正悄然酝酿着一场看似微小却充满巨大潜能的变革。佐治亚理工学院的电子和纳米技术研究所(IEN) 通过引进摩方精密（BMF Precision Tech Inc.）微纳3D打印机，扩充了其高科技设备库。自2021年使用设备以来，面投影微立体光刻（PµSL）技术在推动开拓性研究和创新方面发挥了关键作用，科学家们正在利用摩方精密的微纳3D打印机开发微针，专为微创药物输送而设计，用于视网膜修复领域。摩方精密nanoArch® S140是精度为10μm的3D打印机，虽体积小巧，却是精密加工领域的小巨人。该设备被放置在佐治亚理工学院的微/纳米制造设施(MNF)中，供校内外的研究人员开放使用。这个设施就像一个磁场，吸引着来自世界各地的思想家和创造者汇聚在一起共同探索未知，推动科技的发展。精密制造，展望未来在佐治亚理工学院的尖端研究中，科学家们正在利用摩方精密的微纳3D打印机开发微针，旨在实现最小的侵入式药物输送，精准地靶向视网膜。该方法有望改变视网膜疾病的治疗，为数百万视力受损者带来希望。通过微针进行眼部注射的示意图但是，他们的探索不会止步于此。佐治亚理工学院的生命系统传感器实验室致力于利用这种面投影微立体光刻（PµSL）技术，开发能够与活体组织无缝集成的传感器，可以实时监测身体功能，为人们提供前所未有的体验，同时也为个性化医疗领域带来了全新的突破。精密打印，执行精准任务摩方精密欧美区总裁John Kawola，在一次采访中分享了他对此次合作的见解：“佐治亚理工学院一直站在精密加工研究的前沿，通过集成我们的微纳3D打印技术，研究人员们能够轻松突破界限，以令人惊叹的规模创造出各种工具和设备。”一直以来，弥合理论创新与实际应用之间的差距始终是推动技术向前发展的核心动力，摩方精密的创业故事就体现了这一理念。2016年，摩方精密正式成立，作为学术与合作的结晶，同时也植根于全球科研学者的学术视野和合作伙伴的产业能力之中。在3D打印行业中，摩方精密的创始团队发现了一个蓝海市场——精密制造市场，这个市场需要制造极其精密的小型物品。虽然纳米技术可以创造出令人惊叹的亚微米级细节，但却无法将其扩展到更广泛的实际应用中。为了填补这个空白，摩方精密提出了一种利用面投影微立体光刻（PµSL）技术的解决方案，从而能够更有效地创建既小又复杂的零件。最初，这项技术吸引了众多学校和科研机构的关注，为摩方精密的全球化布局奠定了基础。摩方精密早期的努力为与佐治亚理工学院等机构的合作铺平了道路。现在，他们已经准备好挑战研发更加精密的设备和终端产品。在生物医疗领域，John Kawola对微纳3D打印技术寄予厚望：“我们正期待着一个未来，那时的干预手段既精确又微创，从而彻底改变我们对医疗体验的认知。”他构想了这样一个世界：复杂的手术被简便的门诊手术所取代，这样既降低了风险，又缩短了恢复时间。从小处着手，迈向医学里程碑然而，John Kawola对精密制造力量的看法不仅限于佐治亚理工学院的当前项目。“摩方精密的微纳3D打印技术不仅着眼于当下，它更是为那些我们尚未想象的创新设立一个舞台。微尺度下的精确制造，打开了通往定制化植入物、组织工程和符合患者独特生物学的药物输送系统大门。正是这种未来突破的潜力，使得人们对摩方精密技术的兴趣与日俱增。”随着摩方精密在微纳3D打印方面的声誉不断增强，人们越来越理解他们的技术在推进研究和医疗应用方面的重要性。这正是John Kawola所提到的“网络效应”。在精密制造领域，摩方精密因其卓越口碑而声名远扬。因此，像卡内基梅隆大学、埃默里大学、北卡罗来纳州立大学和宾夕法尼亚大学等知名机构的顶尖科学家，也借助摩方精密的3D打印助力他们的研究工作。摩方精密研发的微针关于摩方精密在生物医疗领域的广泛影响，John Kawola给出了这样的愿景：“试想一下，一个医疗设备，不仅依据病症特性，还可根据个人需求进行定制化。这就是我们正在努力塑造的未来。”得益于摩方精密的超高精度打印能力，这个未来似乎近在咫尺。揭开复杂的神秘面纱面对打印复杂物品的挑战，例如能够用于单个细胞工作的微小针头，可能会觉得很难制备。但实际上，这不过是一种缩小版的常规3D打印。像摩方精密这样的微纳3D打印机，它的工作原理和传统3D打印机非常相似，但选用更精细的材料，采用更为精确的运动，塑造出常常肉眼难以察觉的物体。佐治亚理工学院正在利用微纳3D打印机的功能以突破性的方式推进医学研究。化学与生物分子工程学理事教授Mark Prausnitz及其在药物输送实验室的团队正在研发用于眼部注射的微针。这些微针经过精心制作，中空且小，足以与细胞相互作用，提供了一种侵入性较小的方法，可将药物直接输送到眼睛内的特定区域。研究人员使用摩方精密nanoArch® S140打印出以卓越的精度引导微针所需的组件，可以通过在微观尺度上生产定制部件来改善眼内治疗的药物输送。摩方精密nanoArch® S140微针及其应用与此同时，该大学的生命系统传感器实验室正在探索医疗诊断的前沿。他们正在开发一种植入式压力传感器，用于持续监测脑积水患者的颅内压，这种敏感设备依赖于极其精确地制作微流体通道。因此，研究人员使用摩方精密nanoArch® S140为这些通道创建精确的模具。John Kawola说，打印机大约可以在半天内制作六到八个这样的部件。此外，同一台高精度打印机还可以制备微针，用于更广泛的药物输送应用，可以更快地生产针阵列，并且具有传统 3D 打印机无法复制的复杂几何形状。佐治亚理工学院与摩方精密携手共进，成为团队协作与高科技发展的杰出典范。这里，我们关注的不仅仅是引入新型设备，更是致力于打造一个激发学生和研究人员大胆思考、勇于探索的创新环境。当微纳3D打印机落户佐治亚理工学院，这无疑代表着我们在科技道路上的一大跃进，也证明了即便是看似微不足道的工具，也能在解决重大问题中发挥关键作用。展望未来，我们有理由相信，微纳3D打印技术将大显身手，助力我们简化复杂任务，从而推动科技发展更上一层楼。

液滴自运输对自然界中许多动植物的生存起着至关重要的作用，而自运输速度和距离一直是评价液滴运输效率的关键指标。虽然，通过结构设计、表面处理等手段将液滴的自运输速度提高到了数十毫米/秒量级，但由于液滴与织构基底特征尺寸的匹配问题，制约了多尺度液滴高效自运输的实现。此外，织构基底表面缺陷和粘滞作用往往也会造成液滴的滞留或产生残留水层，这会阻碍雾滴在基底表面沉积，从而降低雾水收集效率。因此，如何实现多尺度液滴的超快速、长距离无损自运输仍然是一个挑战。针对上述问题，近期江苏大学张忠强教授团队制备出了一种带有横向梯度微通道和环向凹槽的新型纵横织构锥体，提出了功能表面梯度表面张力-毛细吮吸力耦合作用下液滴自运输双模式，实现了多尺度液滴超快速、长距离无损自运输。该研究成果以“Cross-hatch Textured Cone Enables Dual-Mode Water Transport and Collection”为题发表在《Chemical Engineering Journal》期刊上。研究通过摩方精密nanoArch® S140高精度3D打印机制备了纵横织构锥体，实现了多尺度液滴超快速定向长距离自运输，最大自运输速度可达208 mm/s，比具有单一曲率梯度的自然或仿生结构快1-4个数量级。纵横织构锥体触发了两种流体运输模式：通过Young-Laplace压力差驱动的液滴和微通道内吮吸压力诱导的流体运输。由于环向凹槽连通了梯度微通道，保证了残留水层和滞留在锥体表面的液滴仍能自发的被运输到锥体根部，最终实现了液滴的完整运输。建立了吮吸压力的理论公式，阐明了滞留液滴和残余水层自运输的驱动力来源。此外，拓展了纵横织构锥体在雾气收集领域的应用。基于两种流体运输模式，纵横织构锥体的雾气收集效率是没有微通道的锥体的两倍左右。这些发现将为实现液滴的超快速长距离无损自运输提供新的思路，并为水收集装置的设计提供理论基础。该论文署名江苏大学机械工程学院/智能柔性机械电子研究院为第一单位，张福建博士为论文第一作者，张忠强教授和丁建宁教授为通讯作者。论文所涉及研究内容得到了国家自然科学基金项目的资助。图1 纵横织构锥体模型与结构表征。（a）模型全景图；（b）剖视图；（c-d）局部放大图；（b-d）比例尺：100 μm。图2 纵横织构锥体表面液滴自运输。（a-b）带/不带微通道的锥体表面上液滴自运输行为；（c）纵横织构锥体表面液滴速度和位移随时间的变化；（d）纵横织构锥体和其他润湿梯度表面、非对称几何形状表面上液滴运输速度的对比。 图3 纵横织构锥体表面液滴运输的细节图。（a）锥体表面液滴通过后的残留水层运输行为；（b）锥体表面残留水层运输示意图。 图4 纵横织构锥体的倾角对液滴自运输的影响。（a）液滴自运输速度与时间的关系；（b）锥体表面滞留液滴的吮吸运输行为；（c）锥体中部和末端两液滴之间的距离L和吮吸时间与倾斜角度的关系。 图5 微通道对水收集效率的影响。（a）单锥集水速率对比；（b-c）在雾气稳定收集阶段, 带/不带微通道的锥体表面水层状态；（d）纵横织构锥体阵列水收集装置示意图；（e）锥阵列水收集。

当前智能制造正在席卷全球，加之工业自动化技术的迭代发展，推动了生物医疗、航空航天、环境监测等行业对机器人应用需求的增加，软体机器人应运而生。软体机器人就是模仿自然界中的软体动物柔软结构和运动方式，基于柔性材料制造出的一种新型机器人。它具备无限自由度和连续变形能力等特性，对于传统机器人无法到达或正常工作的特殊环境有着极强的适应能力，柔软的构型材料使机器人具备更强的人机交互能力，使其具有广泛的应用前景。01合作共赢：PµSL技术与软体机器人在生物医疗领域，软体机器人可以作为手术机器人，为手术提供更加精准的控制和操作；在航空航天领域，软体机器人可以用于维修和保养太空舱等设施；在环境监测领域，软体机器人可以用于勘探地质和救援行动。当然，在内窥镜、智能传感器和仿生结构领域也具有前瞻性和创新性的应用场景。据Market Data Forecast研究表示，2022年全球软机器人市场规模为4.0143亿美元，预计2028年估值将达到56.5797亿美元，预计2023-2028年的年复合增长率为39%。图片来源于Market Data Forecast其中Markets and Markets报告指出，3D打印机器人市场在2023年的价值为16亿美元，预计到2028年将达到32亿美元，预测期内的年复合增长率为14.6%。发展至今，软体机器人已经逐渐进步到更精密的行业应用。目前，摩方精密在软体机器人应用已有着丰富的科研经验，在研究生物体和软体机器人结构与特性之间的相关性中，设计制备出具有该特性的结构和材料，通过独有的面投影微立体光刻（PµSL）技术，可完成复杂三维微结构的快速成型制作，摩方精密制备出的软体机器人相关精细零件被应用于内窥镜、手术机器人、仿生结构、智能传感器等众多领域。图片来源于Markets and Markets02创新突破：PµSL技术助力科研案例在软体机器人的应用领域，摩方精密已经与众多科研机构建立了紧密的合作关系，共同完成了许多具有突破性的科研成果。混合驱动手术机器人香港城市大学生物医学工程系申亚京教授带领的研究团队开发了一款毫米级的软连续体机器人，其在线控和磁场的混合驱动模式下同时拥有大转角和高精度操作能力，解决了在狭长受限环境下操作的问题。为了实现毫米级外形尺寸的混合驱动，该团队基于摩方精密超高精度光固化3D打印机nanoArch®P140打印出超薄的镂空型机器人骨架（长度30mm，外径3.0mm，壁厚300μm），并在薄壁上形成150μm的贯穿孔用于腱索的布置。论文链接：https://doi.org/10.1002/aisy.202000189分级互锁结构型柔性压力传感器南方科技大学的郭传飞教授团队设计了由微穹顶阵列与带有次级微柱的微穹顶阵列而形成的一种分级互锁结构，降低了结构硬化给传感器带来影响的问题。该研究团队使用摩方精密nanoArch®S130，打印具有微穹顶结构以及分级微穹顶结构的树脂作为模具。PμSL技术可实现分级互锁结构的高精度、定制化打印，进一步可助力于高灵敏和宽线性传感的柔性压力传感器的制备。论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10535柔性双模态智能传感器北京航空航天大学文力课题组提出的基于双模态智能传感界面的软体机器人非接触交互示教方法。在该研究中，基于研究团队所研发多模态柔性传感界面，可在不接触软体机器人、无任何穿戴设备的情况下利用裸手交互地示教软体机器人，使其实现复杂三维运动。课题组基于摩擦纳米发电机原理和液态金属的压阻效应提出了一种能够对非接触信号和接触信号进行实时感知和解耦的柔性双模态智能传感器。该团队利用摩方精密nanoArch®S140，实现了柔性介电层表面微型金字塔模具的3D打印，该传感器自身具有较强的柔性和可拉伸性。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-32702-5仿蠓虫软体机器人（多运动步态）香港中文大学张立教授课题组联合北京计算科学研究中心丁阳教授课题组以及美国卡耐基梅隆大学Carmel Majidi教授课题组提出一种磁性软体机器人平台用于重建和解耦复杂生物运动，解决了平台缺乏解耦复杂生物行为的问题。该磁性软体机器人可以通过模板法或者3D打印工艺制造。该工作中使用了摩方精密nanoArch®S130，打印一种节肢型的水凝胶磁性机器人，借助高精度光固化成型方式可制备高深宽比软体机器人，复刻蠓幼虫的多种运动步态，并结合编程，进一步实现智能驱动、控制等。论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202109126机器人的出现为人类打开了无限的想象空间，帮助人类深入极端环境，探索宇宙和生命的奥秘，完成许多人类无法完成或难以完成的任务。只有善用机器人的力量，才能推动社会的进步，实现人类文明的跨越式发展。

近期，重庆摩方精密科技股份有限公司（简称“摩方精密”）在北京成功举办了先进制造技术创新研讨会。此次活动聚焦精密增材制造，洞察生物医疗创新应用趋势，同时邀请了众多专家学者和企业家代表与会分享交流，就各自领域的最新实践成果展开了思维的碰撞。本次研讨会特邀重庆摩方精密科技股份有限公司副总裁周建林、北京理工大学副教授刘晓明、北京大学助理教授黄天云、及乐普医疗有源器械部项目主管李向义展开圆桌论坛环节。来自不同领域的专家，围绕精密增材制造在生物医疗产业的创新应用探讨交流，并就行业应用场景、阶段性重点项目进展及产学研合作模式展开讨论，共话行业趋势动态，探讨未来机遇与挑战。01聚焦增材，医械新篇：各位聚焦哪些方面的研究？是否涉及精密增材制造及其在生物医疗的应用？“——我们的业务领域正在不断拓宽，主要包括三个方面：一是精密制造医疗器械的关键零部件；二是研发手术机器人中的精密零部件；三是开发创新体外培养医疗器械。——”周建林分享了生物医疗与3D打印的结合点，并表示摩方精密将在三个方面持续拓展业务：一是生产医疗器械精密零部件，如内窥镜等；二是研发手术机器人中的精密零部件；三是开发体外培养医疗器械。同时还着手研究基于水凝胶的创新技术，以解决人体组织和材料加工的相容性问题。在生物医疗领域，摩方精密在与科研院校和医院等专业机构合作的过程中，共同研究前沿的材料、终端应用和技术，并取得显著成果。未来，摩方精密还将致力于解决材料加工的相容性问题，助力微纳3D打印技术在生物医疗领域的发展。“——微纳3D打印的跨尺度和高精度特性，给我们提供了一个从宏观到微观的工具。——”刘晓明分享了他在微纳机操作和微纳机器人两个主要研究方向，并利用摩方精密微纳3D打印技术辅助构建了大量研究模型，有效提升研究人员设计不同类型机器人的研发速度。通过结合其自身研究，刘晓明强调了微纳3D打印技术为研究人员提供了一种从宏观到微观的交互桥梁作用，使他们能够更好地研究生命体单细胞或微小组织，从而赋能在人体内进行靶向药物输送和组织检测。02产业布局，砥砺前行：在应用中是否开展产业化布局或重点项目建设？有何阶段性进展和成果？“——真正的挑战在于如何将这个产业推向市场，并使其得到广泛的应用。这需要创新者们在产业化道路上不断摸索、改进，以实现从0到1，再从1到无穷大的飞跃。——”黄天云分享了他在微纳米机器人制造领域，从理论研究到生产制造的转变。在研究过程中，他的团队利用摩方精密微纳3D打印技术进行微机器人、微流控芯片等领域的研发。在他看来，尺度在制造过程中非常重要，每个尺度都有对应的工具。特别小的样件好做，比较大的样件也好做，不大不小的跨尺度样件反而不好加工，然而摩方精密在这个区间具有很大的优势。黄天云进一步表示，近些年看到了校企联合推动先进技术发展的成果，也非常期待摩方精密利用快速精密成型、材料可选择性多的优势，实现更多的技术创新和产业化突破。“——摩方精密聚焦垂直应用领域的发展，重点关注生态链建设的成熟度。——”周建林表示摩方精密始终专注于为顶尖高校和企业提供先进的制造装备和材料。面对客户不断提出的高要求，摩方精密秉持着压力与动力并重的理念，持续迭代创新。在设备制造方面，摩方精密目前已发展至第三代装备。在材料方面，致力于树脂和陶瓷等材料的创新研发，并与国内外合作伙伴建立联合实验室，以满足用户需求。在产业布局方面，摩方精密积极加强在生物医疗领域的探索，例如与北大口腔建立联合实验室，共同推进口腔修复技术的创新。周建林进一步表示，摩方精密会持续关注市场动态及需求，以期为行业带来更多的社会价值。03创新合作，未来可期：精密增材制造，在生物医疗领域的未来发展趋势？有哪些产学研创新合作模式？“——希望由微纳3D打印技术制备的产品，可以直接融入终端产品。——”李向义表示基于摩方精密微纳3D打印设备，极大降低了企业研发的试错成本，将原先研发周期大大缩短至1/10，也就意味着节省研发成本并提高企业利润。关于产业未来发展前景，他希望实现直接将打印产品应用于终端产品。同时，也期待看到摩方精密不仅成为赋能研发解决方案的提供商，还能发展成为终端设备零件的供应商，助力更多企业发展壮大。“——如果可以开创材料共享模式，不仅能推动科研界的发展，更助力产业界的生态形成。——”黄天云探讨了在使用微纳3D打印设备时遇到的材料问题，希望摩方精密能研发并统筹出更多适用于不同应用场景的材料，与高校机构共同开创材料共享模式的良性生态系统。再者，黄天云建议，高校和企业可通过相互学习互通技术，一方面助力科研不断精进，开发出更多的专利；另一方面助力企业拓展业务，在产业化道路上，能够解决更多实际问题，助力产学研深度融合发展。“——摩方精密的合作模式极具开放性，我们专注于赋能和制造，携手产学研共同进步。——”周建林分享了摩方精密未来发展方向以及合作模式。他提到，摩方精密将继续推进医疗领域的终端应用制造，在垂直专业领域方面始终坚持开放式合作，希望发挥不同机构的独特优势。他强调指出，摩方精密将会进一步深化外部合作，在材料研发、专利技术、终端应用等多方面推动项目建设，为生物医疗的突破孕育更多的创新技术。圆桌论坛环节虽落下了帷幕，但激烈的思维碰撞和深入的交流仍在每位参与者心中回响。摩方精密愿与您携手打破精密增材制造领域的瓶颈，为生物医疗产业发展注入新的活力。

人类对于细胞的探索从未止步，同时一直在寻求如何在体外培育细胞的方法。但人体内有几十万亿的细胞，为何还需要在体外进行细胞培养呢？想象一下，体外培育细胞就像是一个细胞的小型工厂，我们在这里培养出健康的细胞，然后将它们输送至人体内，修复那些受损的部位。同时，我们还像质检员一样，用实验室里的细胞对新药进行检测，确保它们在进入人体后不会出现问题。通过对细胞进行体外培养，我们可以更深入地了解生命现象，为疾病治疗、组织再生和生物安全等领域提供有力支持。这就是，尽管人体内有无数的细胞，我们仍然需要在体外进行细胞培养的原因。生命的可能性：何为3D细胞培养、类器官和器官芯片3D细胞培养、类器官及器官芯片等技术为科学家提供了一种更接近体内真实环境的研究方法，有助于深入了解细胞生物学、疾病发展机制以及药物作用，为生命的拯救和延续找到新的可行道路。所以，它们的原理以及关系到底是怎样的？3D细胞培养，是一种实现细胞在人工构建的环境中生长的技术。与传统的2D细胞培养相比，3D细胞培养能模拟细胞在体内的生长环境，从而更好地展现其生理特性和功能。3D细胞培养方法总览（Langhans, Front Pharmacol, 2018）而类器官是指利用成体干细胞（ASC）或多能干细胞（PSC）进行体外3D培养，形成类似体内器官结构和功能的“微器官模型”，是对早期2D培养细胞的技术革新。2D细胞培养由于无法实现细胞间交流或细胞与细胞外基质的相互作用，存在应用的局限性。类器官培养突破这一难题，高度模拟原始器官的结构，甚至一定程度还原其过滤、排泄、神经链接、收缩功能等。利用类器官成功筛选出新冠治疗候选药物《Nature》与前两者不同，器官芯片是以微流控芯片技术为核心，通过体外重建组织器官水平的结构功能，再重现体内器官的生理和病理特征的微流控细胞培养装置。它利用微流体技术使营养物质和其它化学信号以可控的方式运动和传递，可构建和模拟人体组织微环境。但器官芯片在类器官的基础上，可以更加有效的模拟药物代谢、器官之间的相互作用。器官芯片体系（华夏源行业研究院）创新的颠覆性：进军生物医疗领域，开创全新终端产品依托于微流控技术的需求，高精度微纳3D打印技术已成为器官芯片制作的重要支撑。摩方精密自主研发的毛细血管器官芯片，不仅能够实现更高细胞培养密度，还可进行连续数周的长期培养，使得体外3D培养的类器官更接近人体器官的功能性。摩方精密独创的毛细血管器官芯片，由生物兼容性树脂制成，其整体结构尺寸为18 mm(L)x10 mm(W)x5 mm(H)，内含多组壁厚20 μm的5层平行流道，每层有14行平行通道（尺寸为25μm），且每条通道上均有间隔300 μm的梯形界面小孔，孔径尺寸为7-10 μm，可进行细胞培养的舱内尺寸为10 mm(L)x6 mm(W)x2 mm(H)。毛细血管器官芯片需通过定制化的灌输系统，实现营养物质及代谢废物等物质交换，可培育相似度极高的人体器官功能性的类器官及充足的物理、生理信号等器官生长环境。摩方精密公司为此类芯片提供了一款定制化的灌输单元。这款装置可精准控制灌输流量范围，并且配备了彩色的液晶触摸屏，便于智能化控液。利用毛细血管器官芯片灌输培养系统，进行营养物质及代谢废物等物质交换过程，可帮助科研人员在两周内培育出细胞模型，并完成药物测试分析，从而有效提升药物筛选及新药开发进程。目前，摩方精密圣地亚哥研究院通过对毛细血管器官芯片灌输培养的实验，已成功得到了结直肠癌类器官和肾近端小管类器官。在这个充满无限可能的领域里，毛细血管器官芯片无疑将成为未来药物研发的重要工具之一。随着毛细血管器官芯片的推出，将进一步推动器官芯片技术在疾病研究、药物开发和临床应用等方面的广泛应用。未来，摩方精密致力于为全球科研工作者提供高性能的器官芯片解决方案。技术的赋能性：独创微纳3D打印技术，2微米超高精度摩方精密作为超高精密3D打印系统的先行者，以2μm精度工业级3D打印技术在器官芯片领域具有广泛的应用前景，有助于制备具有复杂结构和精确尺寸的器官芯片。摩方精密毛细血管器官芯片是由第二代2μm精度3D打印系统microArch®S230制备而成，该设备兼顾用户对打印精度与打印速度的超高要求，在实现2μm的超高精度的基础上，提升了打印速度和打印体积。其中microArch®S230的打印体积可达50mm×50mm×50mm，打印速度提升最高5倍，打印材料也可兼容树脂和陶瓷材料。摩方精密的微纳3D打印技术可根据具体需求定制化设计器官芯片的结构和功能，降低生产成本，提高研发效率，实现个性化应用，为研究人员提供了更大的创新空间。S230打印典型样件（内含：点阵-50μm杆径，巴基球-50μm杆径，埃菲尔铁塔-高度20mm、最小杆径30μm，微针阵列-尖端10μm）3D细胞培养和类器官临床应用峰会2023年3D细胞培养和类器官临床应用峰会将于11月28-29日在苏州福朋喜来登酒店举办，紧密围绕细胞与基因治疗前沿技术应用、3D细胞培养与类器官临床应用等相关话题，协调整合产、学、研领域资源，以推动类器官技术在全球的健康发展和应用转化。摩方精密将携毛细血管芯片等样件和主题报告亮相峰会现场（展位：A23），届时欢迎各位业内人士莅临参观，共同交流器官芯片行业应用前景。摩方精密产品应用部总监彭瑛博士将于11月28日14:50-15:10在会议分论坛一：3D细胞培养、类器官及器官芯片（三楼会议室一）带来题为《高精度微尺度3D打印助力微流控芯片及器官芯片的应用进展》的演讲。在此次演讲中，彭瑛博士将带您了解面投影微立体光刻（PμSL）技术在生物医疗领域的应用进展及创新发展成果，非常欢迎大家前来探讨交流。展位地址

具有多种材料、复杂结构和复杂功能的细丝在可穿戴电子设备、柔性执行器和传感器中都有着非常重要的作用。直接墨水书写技术（DIW）主要用于打印功能性细丝。然而，由于挤出通道本身结构的不可移动，目前可打印的多材料纤维的复杂性和油墨成分是静态不可调节的。这一局限性严重阻碍了直接墨水书写3D打印技术的发展。因此，对打印的组分进行动态可调的亚体素控制，以指导具有多种结构的纤维的打印，为实现可用于打印复杂结构细丝的直接墨水书写技术提供了一种新的策略。近日，北京航空航天大学机械学院陈华伟课题组提出了一种动态可调节的DIW打印策略，该策略将一个可移动的打印针连接到一个Y形微流控喷嘴中，通过调节挤出压力和针头在微流控喷嘴中的运动，能够精确控制细丝内层的位置、比例和形状，进而再对细丝内层结构进行精确的亚体素控制，可以制造具有各种复杂结构的细丝。通过打印平台，制造了内部波浪型结构的可拉伸电导稳定和摩擦电纳米发电机纤维，以实现能量收集和自供电传感。这种亚体素控制的微流控打印显著增加了双材料细丝的复杂性，为柔性电子产品提供了潜在的应用。相关研究内容以“Subvoxel-controlled Microfluidic Printing of Dual-Material and Multi-Structural Filaments”为题发表在《Advanced Materials Technologies》期刊上，陈华伟教授、张力文为通讯作者，硕士生白子涵为第一作者。图1. 可编程亚体素控制的双材料多结构细丝的微流控打印平台。a） 打印平台及双材料多结构打印机制示意图。b） 将两个打印针放置在 Y 形微流控装置中，用于内外材料打印。c） 一侧、居中或逐渐改变。d）通过调整内层材料打印针的位置，内外层材料的分布可以被精确广泛的调节，实现对细丝的亚体素控制。比例尺，500 μm。该研究构建了一种动态可调节的DIW打印平台，如图1所示。该平台由一个三轴线性运动平台与一个微流体打印头构成，为了实现亚体素控制的细丝，该打印头是由一个Y形流道的微流控芯片、一个电机控制的微动台、一个固定的打印针和一个可移动的打印针组成，两个打印针从Y形流道的两个臂中插入。该微流控芯片使用了摩方精密公司的nanoArch®S240高精度3D打印机制造，内通道尺寸最小为800μm，通道尺寸决定了打印细丝的直径及打印的精度，高精度的微流控芯片通道也保证了通道和打印针之间的良好配合。固定打印针为细丝提供外部材料，利用微动台驱动可移动的打印针，并在细丝所需的位置挤出内部功能材料。动态准确地控制可动针的挤出压力和运动下，实现了各种亚体素图案的细丝，例如一侧、居中或逐渐改变的波浪形图案。此外，内外材料的组合可以用其他各种材料替代，从而证明了这种打印策略的普遍性。实验表明，在打印过程中，通过调整外层材料的粘度以达到适印性要求，但是，对于内部材料的粘度，不需要进行此类调整。为了证明制造功能性长丝的能力，通过将打印材料替换为导电的功能性材料，设计并打印了具有波浪形内部结构的多功能、可拉伸的导电稳定纤维和摩擦电纳米发电机纤维。与同轴结构相比，导电稳定性和摩擦发电性能均有所提高。因此，它可以作为智能织物来收集生物力学能量，满足多样化的需求。除了打印不同的功能材料外，还可用于制造精密微流控通道、气动等微纳机器人，也为未来宏观尺度上的直接墨水书写技术提供了一种打印方法。图2. 精确控制内层的位置和形状。a） 同轴结构3D打印工艺示意图。b） 在不同位置打印的可动针的示意图和光学图像。c） 不同Pmov/Pfix下Dp对De的影响。d） 不同尺寸可动针的 Pmov/Pfix 和 Sin/Sout 之间的依赖性。e） 内部横截面逐渐变为新月形的光学图像。f） 新月形的宽度和长度对 Pmov 的依赖性。图3. 精确控制内部波浪结构。a） 内部具有波浪形结构的细丝的印刷示意图。b） Dm 和 Win 之间的关系曲线。c） 波峰距离 Dc逐渐增加。d） 不同Pfix下移动周期与波峰距离的依赖性。e-f） 内部具有波浪形结构的细丝的照片。g） 含有更多材料的长丝照片。图4. 多功能可拉伸电导稳定纤维的打印。a） 多功能可拉伸电导稳定纤维的打印示意图。b） 在同轴纤维和内部波浪结构纤维上拉伸。c） 不同移动周期下同轴纤维和波浪纤维的应变电阻变化率。d） 同轴结构纤维和波浪形内结构纤维的等效工作电路。e） 同轴结构纤维和波浪形内结构纤维的拉伸电导率试验的照片。图5. 可拉伸导电纤维可以作为理想的高度可拉伸的自供电传感器。a）纤维拍打产生电压信号，作为摩擦纳米发电机纤维。b） 同轴纤维和波浪纤维的实时电压信号。c） 纤维电压信号与移动周期的关系曲线。d） 不同手指拍打波浪形结构纤维的实时电压信号。e）自充电系统的等效工作电路和自充电系统为LED供电的照片。f） 纤维传感器在不同弯曲角度下粘附在人手指上的相应电压信号。g）通过抓取和释放塑料离心管的信号监测。

2023年11月18日，摩方精密“先进制造技术创新研讨会”在北京成功召开。本次研讨会以“精密增材制造技术进展及其在生物医疗领域的应用探讨”为主题，围绕精密增材制造技术在微流控、药物传递、生物传感、生物材料、口腔修复、医用内窥镜、手术机器人、IVD器械、器官芯片、助听器等领域的课题研究，携手高校教授、科研学者、企业家代表等共同探讨行业应用进展和产业化趋势，共享生物医疗创新发展新成果。本次会议精彩纷呈，分为嘉宾报告分享、摩方精密技术及产业进展阐述、圆桌论坛三个环节，此次研讨会还特别邀约南极熊3D打印作为合作媒体，全程报道会议最新动态。河北工业大学机械设计制造及其自动化专业副主任程立金、北京大学口腔医学院数字化研究中心副研究员王相、北京德默高科医药技术有限公司微针技术总监汪宝瑞、摩方精密华北区负责人张超、摩方精密产品应用部总监彭瑛博士等五位嘉宾，围绕微纳3D打印技术在材料研发、口腔修复、微针药物递送等精细领域的创新应用展开知识交流，分享了各自研究领域内的最新科研进展及产业发展趋势。嘉宾演讲程立金河北工业大学机械设计制造及其自动化专业副主任《光固化椎间融合器的结构设计与形性调控》副教授，硕士生导师，河北工业大学元光学者，河北省增材制造学会理事、机械设计制造及其自动化专业副主任。长期面向航空航天、生物医疗、5G通讯等领域，围绕结构-功能一体化陶瓷零件的3D打印工艺及成形原理开展研究，先后主持国家自然科学基金、国家重点研发计划课题任务、河北省自然科学基金优秀青年基金等项目10余项，在Add Manuf等期刊发表学术论文20余篇，申请发明专利10余项。“3D打印领域魅力独具，它能将来自不同学科和专业领域的人才凝聚在一起，共同完成一项富有时代意义的跨学科、多尺度伟大事业！”程立金分享了在制造技术层面，其团队在陶瓷浆料性能调控、成型精度与制件性能控制方面的研究工作。其团队通过温度场辅助面投影微立体光刻（PμSL）技术，显著优化陶瓷浆料流变性能，提升固化厚度与成型精度，降低制造过程中的缺陷引入，从而显著提高成品率及成型质量。最终，通过精细化工艺参数探究（曝光参数、切片厚度、加热温度），成功拓宽材料对光固化工艺的适应性。在未来发展方向上，他们期望能够让PμSL技术更广泛地应用于高性能器件的精细地制造。此外，希望通过实时监测技术，在打印过程中判断打印质量，并将其应用于样品的性能预测，从而提高研发效率和降低成本。与此同时，其也在考虑开发多光路设备，以实现从厘米级到更密集构件的制造。未来，该团队将继续探索更加高效、精确的制造方法，为设计和制备性能可调、高精度结构功能一体化器件提供新思路。王相北京大学口腔医学院数字化研究中心副研究员《极薄强韧氧化锆贴面-天然牙齿微创/无创强化技术的新起点》工学博士/博士后，北京大学口腔医学院数字化研究中心副研究员、博士研究生导师，北大口腔医学-重庆摩方超高精密度牙齿表面强化技术联合实验室副主任、中国医疗器械行业协会口腔科设备及材料专业委员会特聘专家顾问，北京市科技新星。目前主要从事口腔数字生物材料智能制造方面研究，含超精密仿/创生材料数字化制造（包括氧化锆、PEEK、金属等）。主持/参与国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划专项、国家自然科学基金重点基金等多项；迄今已在国内外权威刊物上发表SCI论文30余篇，申请中国发明专利7项。“如果能进一步突破厚度的话，就可推动口腔修复从有创到无创的质变！”王相认为，当前口腔领域存在问题：龋病防护不足和色素牙、牙列不齐等问题的修复效果不佳。为此，北京大学孙玉春教授团队提出了一种极薄强硬陶瓷材料解决方案，旨在实现无创修复。该解决方案通过面投影微立体光固化陶瓷增材成型技术和陶瓷多尺度拓扑晶相结构的精准调控等关键技术突破，获得了具有极薄强韧、高精度和美观效果的氧化锆修复体。在与摩方精密的合作过程中，团队突破了陶瓷修复体的制造厚度极限，最薄可达40μm，获得了迄今全球最薄陶瓷修复体。新技术不仅提高了修复体的强度和美观度，还大幅降低了材料浪费和患者痛苦。未来，随着生活水平提高和健康需求的升级，口腔修复技术将从有创发展到无创，为全球口腔健康事业作出贡献。同时，结合人工智能和数字化技术，有望实现个性化、精准的美学修复效果，可满足患者个性化需求。汪宝瑞北京德默高科医药技术有限公司微针技术总监《3D打印制作的高密度微针在经皮给药领域的应用》博士毕业于中科院理化所，目前就职于北京德默高科公司从事微针药品临床前研究，IND申报，以及微针化妆品研发，国产特殊/普通化妆品申报。“3D打印可以让我们研发人员任意的设计微针形状。”汪宝瑞阐述了3D打印在微针领域的两大优势：一是能帮助研发人员任意设计微针形状，满足不同药物晶体给药需求；二是通过高密度微针贴片，提高药物利用效率和生物利用度，实现无痛注射。微纳3D打印技术不仅为疫苗、体重管理、化妆品等领域带来很大的变化，还大大提升了微针的制备效率及便捷度。例如，研究人员可在制备微针时设计任意形状的微针以提高药物递送效率及稳定性。他分享了公司现阶段在国内外的临床研究项目，展现了微纳3D打印技术在微针应用领域的巨大潜力。预计未来，3D打印微针将在医疗、美容、药物递送等领域发挥更加重要的作用。张超摩方精密华北区负责人《高精密微纳增材技术及其产业化应用》“一个人的智慧是有限的，一群人的智慧才能走得更远，合作共赢才是这个时代发展的潮流。”张超重点展示了摩方精密在精密增材制造和终端产品领域的研发与制造实力。利用面投影微立体光刻（PμSL）技术，摩方精密在全球范围内率先突破了光固化增材制造领域2µm光学精度的瓶颈，并达到媲美传统精度±10µm/25µm加工公差，成功实现了高精度与幅面之间的平衡。随着原创技术的不断突破，摩方精密不仅解决了精度难题，还为各类应用场景提供了强大的支持。例如，在微流控、药物传递、生物传感、生物材料、口腔修复和医用内窥镜等前沿科研领域，摩方精密的微纳3D打印技术都发挥了重要作用。如今，摩方精密已在全球范围内帮助众多科研机构和企业实现高效、高精度的3D打印需求，并加紧布局终端应用场景，不断打造成为一个技术赋能型的平台公司。彭瑛摩方精密产品应用部总监《微纳光固化增材制造技术：从设计-加工-材料-应用的经验分享》“在模型设计之初，就要避开基于机加工、模塑的思路去设计增材制造的模型”彭瑛介绍了摩方精密增材制造的设计理念，并围绕客户在工艺生产中遇到的问题展开经验分享。她提出要为增材制造打造专门的设计理念，这是区别于传统的机加工和注塑设计。尤其在模型设计之初，就要考虑到增材制造的独特性，如层叠式构建过程。其次，彭瑛重点阐述了微纳增材技术在不断迭代升级的过程中，实现了各类材料以及终端应用领域的创新突破。她表示，摩方精密始终秉持将微纳3D打印技术转变为真正的精密快速成型及直接生产制造的核心理念，依托颠覆性的技术创新能力和日益成熟的工艺及材料研发基础，持续拓展应用场景，为行业带来更多创新可能性。此次报告会的主题紧紧围绕精密增材制造技术，嘉宾们通过生动的实际案例，详细阐述了微纳3D打印技术在赋能研发及产品应用方面的巨大价值。现场专家学者纷纷向演讲嘉宾发起交流互动，以期挖掘精密增材制造技术在助力研发和产品应用方面的无限潜能。圆桌论坛本次论坛特邀重庆摩方精密科技股份有限公司副总裁周建林、北京理工大学副教授刘晓明、北京大学助理教授黄天云、及乐普医疗有源器械部项目主管李向义展开圆桌论坛环节。他们围绕精密增材制造在生物医疗产业的创新应用探讨交流，并就行业应用场景、阶段性重点项目进展及产学研合作模式展开讨论，共同把脉产业化发展方向。（后期将详细报道，请持续关注）摩方精密致力于与众多客户伙伴及科研团队共同打造一个全方位的行业技术交流与合作平台，旨在凝聚业内企业力量，为精密增材制造领域注入创新活力，共同探索产业发展的新模式。当然，我们的“先进制造技术创新研讨会”之路仍将继续，期待与您再次齐聚一堂，共享智慧盛宴！

机器人技术对触觉感知的需求不断增加，以实现机器人与周围环境的友好互动。通常，采用柔性触觉传感器及人工感知系统来实现这一功能。现有的柔性触觉传感器主要专注于对物理刺激的精确检测，如压力、剪切力和应变等，以提供在机器人抓取或操作任务中更精准的反馈。然而，在触摸目标物体时往往缺乏感知和识别真实世界的能力。相比之下，人类的皮肤，特别是指尖，不仅能感受和估量物体的重量，还能帮助识别接触到的物体纹理、粗糙度和形状等参数。人体的指纹和皮下的机械感受器在纹理触觉中发挥着关键作用。手指在滑动过程中，使指纹嵌入物体表面的微结构里，通过滑动摩擦产生了低频压力刺激和高频振动刺激，并由皮肤中的慢适应机械感受器（SA）和快适应机械感受器（FA）分别检测到相应的力刺激，该刺激产生的电位信号通过神经系统传递至大脑，供进一步的分析和判断（识别）。然而，现有的研究很难在单一传感器中同时实现SA和FA感受器的功能。因此，人工感知系统通常使用两个传感器（以及两个收集和处理不同类型信号的电路），一个用于检测静压，另一个专门用于检测振动，这无疑增加了传感系统集成和数据处理的难度。近日，南方科技大学的郭传飞课题组研发了一种基于柔性滑觉传感的机器人触觉感知系统用于纹理识别。该传感器中，表面的指纹结构和传感器中的微结构层对传感性能起到关键作用。团队采用摩方精密nanoArch®S130（精度：2μm）3D打印设备，实现了类指纹结构模板和分级微结构模板的高精度打印，并结合倒模技术制备了柔性PDMS人工指纹（周期：350 μm，高度：260μm）和具有分级微结构的离子凝胶（周期：200μm，高度: 55μm）。这种应用需要传感器具备高灵敏和快响应的性能，以实现对微小的结构起伏（高度）和精细的结构间距产生响应。团队选择了低粘度离子凝胶，并结合分级离-电传感界面的设计，使滑觉传感器具有高灵敏度（519kPa-1）和超快的响应-弛豫速度（2.4ms），可同时检测静压和高达400 Hz的高频振动。此外，传感器能够探测出周期为15μm、高度为6μm的微小结构，展现出卓越的空间分辨率。在400Hz的高频振动下，柔性滑觉传感器能够区分出0.02Hz的频率变化，频率分辨率达0.005%。这种极高的时空分辨率使滑觉传感器能够准确区分具有紧密间距的微小表面特征，这对机器人在纹理识别方面具有重要意义。本研究将柔性滑觉传感器集成在机械手上，并建立起机器人触觉感知系统。在固定滑动速度下，该触觉传感系统对20种结构相似的织物识别准确率高达100%。在随机滑动速度下，由于数据的多样性和复杂性，置信度略有下降，然而，平均识别准确率始终在98.5%以上。这一感知系统有望为机器人提升触觉能力。相关研究成果以“A robotic sensory system with high spatiotemporal resolution for texture recognition”为题发表在期刊《Nature Communications》上。该工作得到了国家自然科学基金委、广东省科技厅和深圳市科创委的大力支持。图1. 模仿人类感官系统进行纹理识别的机器人感知系统。a. 人类的生物感官系统；b 本研究的人工触觉感知系统。图2. 滑觉传感器的结构、传感特性以及静态和动态压力性能。a. 滑觉传感器的结构示意图；b. 人工指纹的微观形貌图；c. PVA-H3PO4 凝胶的形貌图；d. 传感器的响应曲线；e. 滑觉传感器的响应-松弛时间；f. 传感器在振动频率为10、200 和 400 Hz的电容响应以及对应的频谱；h. 滑觉传感器与现有电容式传感器在灵敏度、响应-弛豫时间、频率带宽的对比。图3. 滑觉传感器的时空分辨率。a. 人工指纹的SEM图；b. 滑觉传感器对具有不同间距微结构的响应（滑动速度1 mm·s-1）；c.高度不同的微结构的SEM图；d. 滑觉传感器对具有不同高度微结构的响应（滑动速度1 mm·s-1）；d. 滑觉传感器与图 (c) 中的精细结构相互作用产生的信号；e.传感器检测到频率为400.0、400.1 和 400.2 Hz 的振动时域信号和（f）对应的频率信号；g. 被识别织物的微观形貌图；传感器在不同滑动速度下滑过织物表面时采集的（h）时域信号和（i）对应的频域信号。图4. 织物识别应用。a. 20种不同纺织品；b. 20种纺织品的结构周期；c. 20种纺织品在2 mm·s-1和40 mm·s-1滑动速度下的对应产生的特征频率；d. 滑移传感器以2 mm·s-1的滑动速率检测20种纺织品的时域信号；e. 数据集的降维可视化；f. 特征提取和信号分类示意图；g. 固定滑动速度下的识别准确率；h. 随机滑动速度下传感器滑过16号织物时的时域信号；i. 随机滑动速率下的识别准确率。图5. 具有可视化用户界面的便携式实时传感系统。a. 实时传感系统的结构；b. 固定滑动速度下，实时纹理触觉识别系统的演示（传感器集成在机械手上）；c. 随机滑动速度下，实时纹理触觉识别系统的演示（传感器集成在手指上）。

为进一步集聚先进制造技术领域的创新力量，共享产业化合作与发展资源，打造具有行业意义和引领作用的会议平台。摩方精密将于2023年11月18日，在北京召开“先进制造技术创新研讨会”。本次研讨会以“精密增材制造技术进展及其在生物医疗领域的应用探讨”为主题，将围绕精密增材制造技术在微流控、药物传递、生物传感、生物材料、口腔修复、医用内窥镜、手术机器人、IVD器械、器官芯片、助听器等领域的课题研究、应用进展、未来趋势进行探讨，共享生物医疗创新发展新成果。特邀嘉宾 先锋聚首王相工学博士/博士后北京大学口腔医学院数字化研究中心副研究员、博士研究生导师报告主题《极薄强韧氧化锆贴面-天然牙齿微创/无创强化技术的新起点》报告摘要个性化定制的陶瓷修复体（贴面、全冠）作为治疗牙齿缺损缺失的主要医疗器械，市场的年需求量巨大。随着口腔陶瓷材料和修复体加工方式的不断发展，微创/无创贴面修复已成为大势所趋。基于项目团队在口腔数字化及氧化锆材料领域的前期研究和积累，联合摩方新材科技有限公司成立“北大口腔医学-重庆摩方牙齿超高精度表面强化技术联合实验室“，结合面投影微立体光刻（PμSL）技术和陶瓷拓扑晶相调控等核心关键技术，现已突破40μm极薄氧化锆陶瓷贴面制备技术。本报告在回顾全瓷贴面的发展历程和应用现状的基础上，对极薄氧化锆贴面相关的新材料、新工艺进行介绍，并对其技术前景和临床效果进行展望。程立金副教授/硕士生导师河北工业大学元光学者河北省增材制造学会理事机械设计制造及其自动化专业副主任报告主题《光固化椎间融合器的结构设计与形性调控》报告摘要近些年，颈椎病发病率逐年攀升且呈现年轻化趋势，人工椎间盘置换术是首选的手术治疗方法。由于金属椎间融合器容易在术后产生应力遮挡、坍陷等问题，该项目组围绕椎间融合器的仿生结构设计与力学性能仿真、高精度陶瓷材料的成形精度控制，以及其力学与生物学性能的评价开展研究。利用温度场辅助面曝光微立体光刻技术制备出尺寸误差30μm的ZTA陶瓷椎间融合器，获得31.87~218.23MPa的抗压强度和2.44~6.62GPa的杨氏模量，实现与人体骨的个性化匹配。为设计和制备性能可调、高精度多孔仿生椎间融合器提供新思路。汪宝瑞博士毕业于中科院理化所北京德默高科医药技术有限公司微针技术总监报告主题《3D打印制作的高密度微针在经皮给药领域的应用》报告摘要皮肤给药是一种有效的药物输送方式，能够减少胃肠道不良反应。其中，微针经皮给药是目前研究最为广泛的物理促渗方法。微针的尖端可以刺穿皮肤的角质层，将药物输送到表皮和真皮层。与传统贴片相比，微针削弱了角质层的屏障保护作用，大大增加了药物的生物利用度。本次报告阐述了研究人员是如何通过设计微针的各类形状，使用3D打印技术将微针以最密堆积的方式排列在基板上，增加微针针尖的密度，从而提升贴片单位面积的载药量和给药效率。彭瑛博士摩方精密产品应用部总监报告主题《微纳光固化增材制造技术：从设计-加工-材料-应用的经验分享》报告摘要介绍了摩方精密从设计-加工-材料-应用的经验，重点阐述了微纳增材技术的迭代升级，以及在毛细血管器官芯片等在终端应用领域的创新突破。摩方精密始终秉承将3D打印转变为真正的精密快速成型及直接生产制造的理念，依托自身颠覆性的原创技术能力和不断成熟的工艺及材料研发基础，不断创新拓展应用场景。张超摩方精密华北区负责人报告主题《高精密微纳增材技术及其产业应用进展》报告摘要报告重点分享了摩方精密在微纳增材装备及终端产品的研发和制造能力，利用PuSL技术(面投影微立体光刻技术)能有效平衡高精度与幅面之间的固有矛盾，可广泛应用于精密零部件领域、医疗领域、科研领域。摩方精密独创的拼接3D打印系统及打印方法，在媲美传统精密加工的同时，可兼具工业级加工质量。在特有的原创技术牵引下，摩方精密可有效解决对精度要求很高的各类应用场景，更好地帮助微流控、药物传递、生物传感、生物材料、口腔修复、医用内窥镜等前沿科研领域的应用。圆桌论坛 共话未来精密增材制造技术作为一种极具颠覆性的创新型技术，推动了生物医药、医疗器械制造、口腔医学、医工交叉等生物医疗产业的应用发展。为进一步探讨精密增材制造技术（微纳3D打印）在医疗行业的应用场景，洞察未来趋势前景，特此开展圆桌论坛环节，与教授学者、企业代表深入交流探讨，激发产学研协作新模式，共同赋能产业新发展。本次会议的圆桌论坛将邀约重庆摩方精密科技有限公司副总裁周建林、北京理工大学副教授刘晓明、北京大学助理教授黄天云、北京化工大学副教授范一强、及乐普医疗有源器械部项目主管、智能加工制造与先进装备实验室负责人李向义共同探讨精密增材制造技术（微纳3D打印）在医疗行业的应用场景，洞察未来趋势前景。首都盛宴 精密之约（此次会议为邀请制会议，诚邀您参与）

微流控，是一种在微米尺度的小型通道中处理和操控液体的技术。通常使用微型流道和微阀门等微加工技术来控制液体的流动和混合，通过对流量的控制，实现化学分析、药物筛选、细胞培养、基因检测等多种功能。该技术在时间和空间上，为实验机构研究分子浓度控制带来了全新的技术解决方案，有效应对研发周期长，成本高的困境。现阶段，微流控技术主要应用在即时检验和生物制药、生命科学研究等领域。从生命科学领域来看，基于微流控技术的器官芯片逐渐成为业界关注的新兴领域。摩方精密自研的毛细血管器官芯片，正是结合微流控的结构特征，利用高精度微纳3D打印技术完成了研发制备，有望助力拓展微流控技术在生命科学领域的多元化应用。当然，值得关注的还有工业制造领域的产能问题。利用微流控芯片进行高性能微球制备的新路径，在近两年将会完成工业级产能突破，或将推动微流控芯片从反应时代跨向生产时代。市场需求 快速驱动（百亿美金市场飞速增长，中国实力崭露头角）依据2022年7月国际 MEMS领域权威咨询公司Yole Developpement发布的《Status of the Microfluidics Industry 2022》研究报告，2021年全球微流控芯片产业总值达到了181亿美元。预计到2027年，全球微流控芯片市场份额将升至323亿美元，2021 年至-2027年间的复合年增长率预计为10.1%。这一数据充分展示了微流控芯片产业的强大潜力。2021-2027微流控芯片领域市场预测（Yole Developpement）根据Yole的统计数据，2017年中国微流控市场规模约为5.52亿美元。在国际品牌方面，它们在国内微流控产品的销售额达到了3.68亿美元，占总规模的67%。与此同时，国内各类微流控产品的销售额约为1.71亿美元，占总比的33%。这一数据揭示了中国微流控市场的两部分特点：一方面，国际品牌在国内市场的影响力不容小觑；另一方面，国产微流控产品在逐渐崭露头角，表现出市场的竞争力。随着国内政策的支持以及企业在技术创新和研发投入上的不断加大，未来中国微流控市场有望进一步壮大。微流控芯片相关产品中国市场销售额（Yole Developpement）多元领域 应用实例（应用领域广泛，未来前景可观）微流控技术在时间和空间上，为分子浓度控制带来了全新的技术解决方案。随着微纳3D打印技术的迭代发展，其可快速将模型数据形成实物，具有简化步骤，缩短论证时间和开发周期等优势，为研发提供了更广阔的创新空间，可被广泛应用于航空航天、医学、农业、生物工程、材料加工、化工工业等众多领域。北京航空航天大学冯林实验室利用声波微流控从手术切除乳腺肿瘤小鼠全血中捕获CTCs，其中使用了面投影微立体光刻（PμSL）技术结合PDMS翻模技术可制备声学微流控芯片，实现循环肿瘤细胞的精准捕获。28B中南大学陈翔/赵爽/陈泽宇团队使用摩方精密高精度3D打印技术nanoArch®S140制作了微流控混合器件(MMD)，实现一步式构建靶向脂质体。南方科技大学郭传飞课题组基于离电传感器的指尖脉搏测试在动脉硬化中的应用。PμSL技术高精度、一体打印花生-凹槽微结构，助力于制备宽线性传感范围(0-150KPa)和高灵敏度的柔性可穿戴离子传感器，可实现脉冲波速的精准测量，有望用于临床动脉硬化的评估治疗中。2301838哈工大、华大基因、华东理工大学、斯威本科技大学等团队构建了一种创新型微流体电化学生物传感平台，通过在微柱阵列电极上涂覆3D双金属 Pt-Pd 纳米树，实现了电化学传感灵敏度的提升。其中微柱阵列电极的制造过程主要依赖于面投影微立体光刻（PμSL）技术结合PDMS翻模技术。2022.114703上海大学张源课题组为了解决通过对炎症因子的检测灵敏度的限制问题，提出了一种合理有效的电化学免疫传感器件设计策略。该团队以ZIF-8@Ag NWs为电极材料，结合摩方精密nanoArch® S140设备和丝网印刷技术，开发了一种多通道的电化学免疫传感微流控芯片，用于血清中炎症因子IL-6和IL-8的联合检测。1007/s12274-022-5030-y微纳3D打印技术有效推动了微流控技术的创新应用，包括新型材料、制造工艺、控制算法等方面的突破。微流控技术将与其他学科领域（如人工智能、生物信息学、大数据等）深度融合，推动跨学科研究和发展。这将有助于拓展微流控技术的应用范围，解决更多实际问题。摩方精密独有的高精度、高公差控制能力的微纳3D打印设备，在微流控领域具备大量丰富的经验和技术实力，为微流控技术的发展和应用提供支持，继续深化与各领域的合作，共同拓宽微流控技术的应用边界。

在个性化医疗的需求中，便捷安全的微针给药技术在近些年快速发展，其能够极大提升医疗体验，降低成本，已经被广泛应用实践。而不同场景往往需要不同的给药配置，特别是对于急性疾病，快速响应的给药具有重要意义，这也对传统基于溶解释放等被动式微针提出了挑战。近日厦门大学陈鹭剑教授与胡学佳助理教授提出一种新型的主动药物递送机制，团队在声学与微结构相互作用机理研究基础上，提出利用PZT在微针针尖诱导涡流，产生微泵效应，并通过贴片的集成设计，实现智能的按需药物释放。相关研究以题为：“On-demand transdermal drug delivery platform based on wearable acoustic microneedle array”发表在《Chemical Engineering Journal》期刊上。该研究提出的智能的声响应药物释放微针如图1所示，该可穿戴器件包括一个PZT驱动电路，PZT贴片和空心微针，并通过蓝牙与手机交互，通过预先设定程序或者实时调控，能够控制PZT产生声波信号，并驱动特殊设计的针尖尖端产生高频振动。这种振动在针尖产生了能量耗散并制造涡流效应，其能够将针内药物主动向外泵送。而通过程序控制的声波信号强度与持续时间调制，能够实现较为精准的药物递送。其中如图2所示，该空心微针使用了摩方精密公司的nanoArch®S130高精度3D打印机制造，该阵列由10×10个微针单元组成，每个单元高1000微米。SEM图表明，打印的器件具有较高的精度，保证了针尖的锐度以及均一性（图2a），从而针尖可在声学驱动下产生较强涡流效应。此外，对该打印的微针的性能测试也表明，该光敏树脂材料具有较高的强度，从而保证良好的刺入性能，且能避免体内折断风险。图1.声学响应智能微针示意图。图2. 3D打印的空心微针阵列。（a）微针阵列SEM图。（b）微针力学性能测试示意图。（c-d）微针单个针尖力学测试数据，及对应微针形变图。在图3中展示了通过有限元模拟以及染料模拟实验论证该针尖涡流的微泵效应，模拟结果中箭头展示了流场分布，颜色图绘制了声场能量梯度，实验中声学信号设置为34KHz，幅度为40Vpp， 实验与模拟结果能较好吻合。而为了更好模拟在皮下的泵送效果，在图3h中，研究人员使用组织模拟凝胶验证药物注入效果，当声信号幅度设置在40Vpp左右时，可以看到荧光药物能够快速在凝胶中释放并累积。图3.声学响应的微针涡流效应模拟与实验结果。（a-c）有限元模拟针尖涡流微泵效应，在34Khz声波激励下，针尖结构附近产生两个涡流区域，并产生自内向外的相反涡流场，引导内部流体向外抽注。（d-e）使用模拟药物验证声学激励的涡流与泵送效应。（h）在凝胶中验证微针泵送能力。最后，研究团队论证了该器件应用于小鼠进行主动药物递送的潜力，微针中装载10%荧光素钠，通过预先设定的程序释放，并实时进行眼底荧光成像。荧光素钠作为眼底荧光素血管造影技术中常用的药物，当循环至眼底血管中时，能够发出被观察到的荧光，从而通过记录眼底荧光强度方便实时计算反应体内药物浓度。在图4a-c中展示了该微针贴片在声信号下作用的热效应以及撤去微针后皮肤的恢复情况。而在图4d-f则展示了在主动声波信号施加后眼底荧光变化，通过控制声波信号的时间与强度，能够较为精准的控制药物释放的时间以及药物注射量，从而满足不同的给药需求。图4.（a）小鼠体内的声学主动药物递送。（b）微针贴片区域在声场信号施加情况下温度变化。（c）小鼠腹部微针针孔随着时间推移快速愈合。（d）使用微针注入荧光素钠药物，并记录的小鼠眼底荧光图。（e-f）基于微针的单次与多次药物注入情况下，眼底荧光随时间变化，其中I.P.组为手动皮下注射组。该智能微针通过声波耦合驱动技术，提供一种精准而有效的药物递送策略，声波相比于其他响应技术具有易于集成、低成本且生物亲和的优势，方便进行可穿戴设计和智能化控制。此外针尖的声波空化以及声热效应具有促进药物在组织内吸收的潜力。这些独特优势也让该技术在个性化医疗场景下展现出较大的应用前景。论文信息：Qian Wu, Chen Pan, Puhuan Shi, Lei Zou, Shiya Huang, Ningning Zhang, Sen-Sen Li, Qian Chen, Yi Yang, Lu-Jian Chen, * Xuejia Hu*. On-demand transdermal drug delivery platform based on wearable acoustic microneedle array. Chemical Engineering Journal. 2023, 477,147124.

作为精密制造的重要下游应用之一，医疗领域应用3D打印由来已久。1996年，全球第一家药物3D打印公司Therics成立。2012年，3D打印开始应用到医疗器械领域，首次打印出人造肝脏组织。2015年，3D打印药物Spritam获得FDA上市批准。目前，3D打印在医疗器械领域主要应用在人体植入物和生物打印等方面。以血管支架为例，过去人们仅可在市场已有支架尺寸中选择，今天则可以选择根据患者特点定制、3D打印。定制化、个性化的精准医疗是3D精密制造的一大方向。而另一方向，则是以技术创新赋能医疗产业，合作研发改良式、颠覆式的创新产品。重庆摩方精密科技股份有限公司（后简称“摩方精密”），是全球唯一的，可将3D打印精度精确到2μm级别，兼具超高公差控制能力，并能实现工业化应用的企业。作为全球微纳3D精密打印领先者，摩方精密要进军医疗行业了？为此，动脉网独家访谈了摩方精密市场部总监邢羽翔。全球独创技术，攻克精密复杂器件的加工制造“2016年成立以来，摩方精密一直坚持走一条非常具有挑战性又非常性感的道路——以装备制造为基础逐步过渡到产品公司，以技术赋能行业发展的道路。”邢羽翔提到，“我们做的第一步是夯实我们的技术创新和基础研发。”邢羽翔介绍，“具体而言，摩方精密主攻的是3D打印下的微纳3D打印领域，主要用于解决传统技术难以攻克的精密小型产品和复杂器件的加工与制造，符合全球工业制造日益精密化、精准化和小型化趋势。”“面投影微立体光刻”（PμSL）即为摩方精密全球独创的技术，可提供目前全球唯一的最高精度达到2μm的高打印精度，且兼具工业水准的加工公差控制能力。工业化方面，摩方精密在1μm—20μm的打印精度范围内占据了全球垄断地位，并结合多种性能材料和相关后处理工艺，实现装备、材料、工艺三位一体技术，提供了一种全新的精密制造解决方案。PμSL的突破革新也为摩方精密带来了全球声量。2018、2019入选MIT STEX25；2021年凭借超高精密3D打印系统microArch S240荣获年度全球光电科技领域最高奖“棱镜奖”；2022年获得日本精密工学会制造奖，成为全球第三个获得该奖项的非日本企业。屡屡获奖背后，摩方精密的超高精密3D打印系统也不断迭代，充分满足生产商对精密复杂连接器等零部件的批量生产需求，将中国制造推向了全球市场。截至2023年11月，全球35个国家，近2000家科研机构及工业企业与摩方精密建立了合作，其中既有强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，也有全球前10的精密连接器企业。摩方精密全球分布目前，摩方精密立足重庆、布局全球，在深圳、北京、上海、厦门、珠海等多地设立办事处，在日本、美国等地设立海外分公司，已成长为200人的全球化团队，其中团队成员博士占比达10%，硕士占比达15%。邢羽翔谈到，“走过第7个年头，摩方精密正在从设备、服务、技术创新、终端应用四方面同步推进，致力于用高精密制造为技术赋能，推动医疗高精尖制造领域的发展。”为精密制造的创新型产品赋能“长期以来，精密复杂器件的加工一直是传统制造和3D打印的难点，也决定了其耗时且昂贵的特点。普通精度的3D打印技术无法满足样件设计的公差要求，小于200μm的细节难以体现。”邢羽翔强调，“而这正是我们所擅长的领域”。在医疗领域，高精尖器械的精细化、复杂化、孔道设计需求等趋势正盛。摩方精密的PμSL技术正是对标这一超高精密3D打印领域。7月30日，摩方精密与北大口腔医院合作，投资1200万元在重庆搭建起超高精度牙齿表面强化技术联合实验室。这一实验室基于摩方精密与北大口腔医院联合研发的“极薄强韧氧化锆牙齿贴面”终端产品。牙齿贴面采用陶瓷修复材料“贴”在牙齿表面，以恢复牙齿形态、改善色泽，其中，材料厚度决定了是否需要打磨原有牙釉质。联合研发的“极薄强韧氧化锆牙齿贴面”样例“利用超高精密3D打印技术，研发团队将氧化锆牙齿贴面厚度从全球300μm的机加工水平降至40μm左右，让患者不磨牙或尽量少磨牙，实现极微创，甚至可能无创牙齿表面美学重建和快速强化。”邢羽翔说。9月12日，摩方精密发布首款自研体外医疗器械终端应用“毛细血管器官芯片”。这是一款可直接用于体外、实现更高细胞培养培养密度、连续数周长期培养的体外3D培养芯片，可应用于疾病模型分析、新药开发研究、化妆品检测等的检测分析。自研“毛细血管器官芯片”样例“在内窥镜、微针贴片、混合微针、青光眼导流钉、雾化器、质谱仪等生物医疗赛道，我们都建立了大量的研发合作和创新赋能。”邢羽翔提到，摩方精密以技术为产品创新、行业发展赋能主要有三种方式：● 与行业前沿企业建立战略合作“通过与行业前沿企业建立战略合作，摩方精密抓住后端实际需求，打造联合实验室的研发平台和市场化合作，加速超高精密3D打印技术应用落地。”例如在质谱仪、牙齿贴面等赛道与企业签署战略合作，联合组建联合实验室平台，加速产品化及市场化进程。● 携手政府支持，产学研合作一体“通过与政府、高校、科研机构推广技术落地，我们也在探索更多元的合作形式，比如建立‘共享服务平台’。”高校方面，与北大南昌院建立精密增材制造技术联合实验室，拓展微纳能源应用；与北京理工大学重庆创新中心联合获批国家重点研发计划“科技型中小企业技术创新应用示范项目”等等。“共享服务平台”的理念被摩方精密广泛应用在产学研共建中。此前，摩方精密与重庆两江新区合作打造“明月湖超高精密增材研究院”的创新公共服务平台，将高精密3D打印技术以及其他高精密技术，开放性地提供给国内乃至全球的企业及院校使用，大大降低新技术使用门槛。同时，技术共享将反哺摩方精密，与多家科研院联合攻关下一代精密打印材料、工艺以及相关应用。● 自有品牌研讨活动“年内，摩方精密在全球范围内举办一系列研讨会、先进制造研讨会等多类交流活动，将自身品牌打造成为行业内的技术交流合作、共识形成、力量凝聚的平台。”摩方精密品牌研讨圆桌论坛“下一站”——技术赋能型平台公司在对于摩方精密的品牌打造、战略赋能的分析中，邢羽翔多次重复提及的一个词是“平台”。中国人民大学数字经济研究中心执行主任程华在分析“实体经济与数字经济融合”的文章中曾经提到，“赋能是平台型企业的生存方式和内在冲动。”这一逻辑并不适用于早期的摩方精密——一个技术研发驱动的前沿制造业、一类高技术壁垒的实体经济。但在分析中我们看到，摩方精密正在自发地构建一个以技术赋能行业的平台型企业。其内驱力在哪里？也许是摩方精密官网上“秉承将3D打印转变为真正的精密快速成型及直接生产制造”的愿景。邢羽翔的答案是“摩方精密希望最终过渡成为技术赋能性平台公司”。更有可能的是，作为领先全球的前沿技术，摩方精密所在的高精度3D打印赛道仍显荒芜，潜在空间广阔，但急需培育市场的“开垦者”。做“开荒者”，也做“开垦者”，最终成长为行业引领者，这一路径已在无数赛道被验证。最终，市场空间有多大，要看“开垦者”如何拓展赛道边界、如何搭建起创新与内卷并存的生态圈。来源：动脉网

近来，由于集成传感和保护的需要，用于运动和老年学的轻质、坚固、智能的生物电子传感器得到了广泛的研究和开发。然而，智能传感功能和高强度的保护并不是齐头并进的。 例如，最先进的生物监测可穿戴电子产品基于软压电材料或柔性印刷电路板（F-PCB），缺乏保护能力。相比之下，先进的装甲由坚固的有机纤维、金属或无机陶瓷组装而成，无法应用于传感器。未来的应用需要结合和集成传感和保护功能来制造多功能可穿戴传感器，例如运动背心、太空装甲和老年防护装备，这需要新的制造策略来实现。多功能传感器结构设计的基础是受到转化特定的微观结构来启发和构建的。自然界中的生物结构已经进化了数千年，并且由于其低密度和高强度而在各种应用的功能结构材料的设计中引起了广泛关注。 一个有趣的例子是墨鱼（Cuttlefish），它具有坚硬的墨鱼骨结构（Cuttlebone），可以承受深海区域的高水压。 墨鱼骨优异的防护性能关键在于其独特的腔壁隔片微结构，能够在高压环境下实现高刚度和能量吸收。 此外，这些壁隔微结构还在乌贼骨内部提供了高孔隙率，这是多功能传感器设计的绝佳模型。鉴于此，美国圣地亚哥州立大学Yang Yang教授团队和武汉大学Ziyu Wang教授团队合作，报告了一种策略，在 3D 打印的墨鱼骨启发结构中生长可回收和可修复的压电罗谢尔盐晶体（Rochelle Salt Crystal），以形成用于智能检测的新型强化复合材料。论文以“Growing Recyclable and Healable Piezoelectric Composites in 3D Printed Bioinspired Structure for Protective Wearable Sensor”为题，发表在Nature Communications期刊。圣地亚哥州立大学及加州大学圣地亚哥分校联合培养博士生Qingqing He，南加州大学博士生Yushun (Sean) Zeng， 四川大学材料科学与工程学院特聘副研究员Laiming Jiang为论文的共同第一作者。论文参与作者还包括圣地亚哥州立大学Eugene Olevsky教授，Wenwu Xu教授，博士生Runjian Jiang，研究生Brandon Bethers，南加州大学博士生Gengxi Lu, Haochen Kang, Chen Gong, 武汉大学Pei Li，Yue Hou，加州大学尔湾分校Lizhi Sun教授，博士生Shengwei Feng，Grossmont College学院学生Peter Sun以及Canoo Technologies Inc的Jie Jin博士。文章亮点1.在3D打印墨鱼骨结构中生长RS晶体，用于具有集成机械保护和传感功能的智能监控设备。2.研究了3D打印墨鱼骨结构中RS晶体的合成和压电性能机理，即3D打印罗谢尔盐墨鱼骨复合材料（RSC）。3.制造的复合材料表现出卓越的压电和机械性能，以及优异的可修复和可回收特性。4.基于3D打印RSC的智能阵列装甲以及护膝可以实现对佩戴者所受力的位置和大小的检测。 这些结果为体育、医学、军事和航空航天等各种应用的新一代智能监控及检测电子设备奠定了基础。图 1. 3D 打印 RSC 的设计和晶体生长过程a) 仿生3D打印墨鱼骨骼结构和RS晶体生长过程示意图；b) 3D打印结构中不同时间晶体生长的图片；样品的CT扫描图和样品的EDX元素分析；c) 多个3D打印的人造墨鱼骨复杂结构的照片，展示了这种3D打印方法的设计灵活性。图 2. 3D 打印的 RSC 机械性能研究及比较图 3. 3D 打印 RSC 的回收和修复性能研究a) 通过注射器滴加RS溶液修复破损的3D打印RSC样品过程的示意图和照片；b) 3D打印-RSC回收过程照片；c) 原始3D打印RSC样品与回收和修复后样品的压电响应比较；d) 原始样品、修复样品、回收样品的力学性能对比；e) 原始、愈合、回收的 3D 打印 RSC 样品的断裂韧性 (KIC) 和弯曲强度 (KF) 比较。图4. 复合材料在智能跌倒检测保护增强护膝中的应用a) 护膝示意图及图片，以及护膝报警检测测试；b) MATLAB元件块分布以及智能护膝跌倒测试得到的输出电压的电压波形；c) 智能护膝感应不同程度跌倒（包括轻度跌倒、中度跌倒、重度跌倒）的电压输出波形和MATLAB压电元块分布数据采集。来源：高分子科学前沿

5G 通信和新能源汽车等高端市场领域的迅猛发展，对作为信号传输和互联核心部件的连接器提出了前所未有的技术挑战。为满足大容量数据传输和高速高密度连接的需求，连接器已逐步走向微型化、精密化和集成化，对微型精密加工的技术需求也越来越强烈。而高精密3D打印技术在加工精密连接器方面具有精度高、成本低、和周期短等明显优势，可助力该行业突破技术壁垒。01 千亿市场，汽车为最大需求领域据中商产业研究院统计，全球连接器市场规模呈现先增后降再增长的趋势。2020年市场规模降低至627亿美元，2021年后恢复增长，市场规模达736.3亿美元，同比增长17.43%，2022年进一步增长至798.5亿美元。根据Bishop&Associate的数据来看，汽车是目前连接器产品中最大的下游应用领域，预计2025 年全球汽车连接器市场规模将达到194.52亿美元。其中中国连接器行业2010-2020近10年复合增长率高达19.34%，已成为世界最大的连接器销售市场。02 技术赋能，加速精密连接器制造复杂精密微型化的连接器开发一直存在着加工周期长和成本高等问题。摩方超高精密3D打印技术和传统CNC以及注塑成型相比，高精密3D打印技术在加工精密连接器方面明显具有精度高、成本低、和周期短等明显优势。技术支持：高公差控制&大幅面打印摩方精密3D打印设备采用面投影微立体光刻（PμSL）技术，是目前行业内极少能实现2μm超高精度，同时兼具高公差控制加工能力的3D打印系统。再加上，摩方精密独创的步进拼接3D打印系统及打印方法（step and repeat）和薄膜滚刀涂层技术，能保证精度的基础上加工大尺寸样件，具有跨尺度功能，并且能使微纳3D打印技术用于加工粘稠的陶瓷浆料、工程树脂材料等。在媲美传统精密加工的同时，兼具工业级加工能力和质量。解决方案定制化：多精度设备可选择为进一步提升精密电子的制造效率，摩方精密的全新发布的microArch® S350分辨率为25μm，且将幅面尺寸从48 mm(L) x27 mm(W) x50 mm(H)增加至100 mm(L)*100 mm(W)* 50 mm(H)，可实现模型的小批量一体成型。以100mm尺寸为例，按照国标 GBT14486-2008，塑料模塑公差标准，MT1高精度级别，公差约±120μm，microArch® S350已达到了 QC-T-29017-1991汽车模制塑料零件高精度公差级别，充分满足工业应用的极致细节要求。摩方精密nanoArch®S140的分辨率为10μm，其打印制作的精密复杂连接器，外形尺寸为16.7*9.55*9.36mm³，最小壁厚0.14mm，最小间距0.28mm，兼具强度和韧性要求，有效解决了精密连接器加工周期长加工费用贵的难题。面对日益增长的连接需求，摩方精密致力于深入行业应用，为大容量数据传输和高速高密度连接领域提供高效、可靠的解决方案。通过持续创新，引领电子微型化、精密化和集成化的发展趋势，为推动行业进步贡献力量。03 合作共赢，携手并进谋发展摩方精密与安费诺旗下的4个大通讯生产厂、6个研发与生产点进行合作，解决了他们在研发、制样过程中的难题。打印的样品精度等参数完全满足其要求，且大幅缩短制造周期，提高了其研发部门的效率，降低了试错成本。广濑电机为了缩短开发周期，选择使用摩方精密nanoArch®S140制作电子连接器原型。这些连接器的宽度为几毫米，高度仅为 1 毫米，且连接器针之间的间隔为 0.4 毫米。该司表示nanoArch®S140是唯一一台能够满足最小细节精度和准确性的 3D 打印机。截至目前，全球35个国家，近2000家工业企业和科研机构与摩方精密建立了合作。其中，包括泰科、安费诺等全球排名前10的精密连接器企业，有9家已建立了合作，摩方精密始终致力于为客户提供工业级精密微纳3D打印系统及终端产品解决方案。

生命健康产业，涵盖了与人类身心健康相关的所有产业活动，由健康农业、健康制造业和健康服务业三大板块组成。踏入 21 世纪，生命科学和生物技术的重大突破带来了基因检测、远程医疗、个体化治疗等新兴业态，为生命健康产业注入了新的活力。在这个变革的时代，生命健康产业以人为本，科技创新为核心，不仅拥有了新的发展动力，更赋予了新的内涵。摩方精密在生物材料、微流控、微针以及传感等多方面支撑生命健康领域的创新和发展，致力于为人们的身心健康提供坚实保障。据共研的数据来看，全球生命健康产业市场规模稳步增长。2022年，全球生命健康产业市场规模约为5.0万亿美元，按预计年复合增长率10.9%计算，到2031年全球生命健康产业市场规模将达到12.8万亿美元。01、生物材料应用来自湖南大学、华南理工大学、上海交通大学等的研究团队提出了一种具有可降解性、优异拉伸性和导电性的水凝胶。这种水凝胶可以通过使用基于面投影微立体光刻（PµSL）技术的3D打印技术等来制造。优异拉伸性、导电性、可降解性可采用基于PμSL的3D打印技术制作的水凝胶进行高精度制造，并通过摩方精密nanoArch®S140打印复杂三维结构，以海星和雪花进行验证。利用基于PμSL的3D打印技术打印海星和雪花，以表明水凝胶的高分辨率这种可降解的水凝胶可以作为环保型瞬态电子器件使用，由该团队制成的强拉伸性、导电性可降解水凝胶制成的人机界面，显示出惊人的超快速编程性能，可用于通过精确捕捉人体生理信号来控制外部机械手的功能。通过捕捉人体的EMG信号来操控机械手面投影微立体光刻（PµSL）技术可实现更多功能性柔性材料的研发，制备的结构细节及形状均可灵活设计从而适配更多应用场景，为下一代可穿戴设备的研发提供支持。02、微流控应用中南大学湘雅医院皮肤科、中南大学机电工程学院等研究团队提出了一种基于微流控混合器件的靶向脂质体的一步式合成方法，成功实现了多种靶向脂质体的高通量、高可控性制备。该团队基于靶向脂质体的制备流程筛选了微流控混合器的组合方案，提出了微流控混合器件实现靶向脂质体的一步式合成策略。然后使用摩方精密nanoArch®S140，制作了微流控混合器件(MMD)。利用3D打印技术能够快速、便捷、一体成型打印微流控芯片用于一步生成靶向脂质体，在分子成像和疾病治疗中有巨大应用潜力。微流控混合器件(MMD)结构03、微针应用南京航空航天大学的研究团队提出了一种兼具排汗透气性和多机制附着性能的健康监测电极贴片。贴片的排汗透气功能采用锥形通孔与蜂窝状微沟槽集成设计来实现，锥形通孔产生的拉普拉斯液相压差和微沟槽的毛细力协同实现了汗液的自驱导流作用。面投影微立体光刻（PµSL）技术可灵活打印微针阵列模具，有效助力可穿戴设备的制备，实现人体皮肤汗液条件下的生物电信号监测。兼具排汗透气与皮肤黏附的仿生电极设计中国微米纳米技术学会中国智能可穿戴技术创新论坛，将于2023年11月4日-6日在深圳市登喜路国际大酒店二楼国际厅召开。论坛旨在聚焦智能可穿戴前沿的最新技术、材料与制造研发以及多行业应用场景，将着力于探讨最新研发进展、解决行业痛点难点，展示前沿产品技术。摩方精密也将携微针、微流控等最新样件亮相论坛展区现场（展位：B区18号），届时欢迎各位业内人士莅临参观，共同交流智能可穿戴行业应用前景。展位:B区18号地址:深圳市登喜路国际大酒店

在机器人科技领域，研发具备多功能和强适应性的系统，已经成为研究推动力。传统的机器人系统受限于固定的结构，这很大程度上削弱了它们在动态环境中的适应能力。想象一下，如果机器人能够根据实际需求灵活调整自身的形态和功能，那么它们在各类环境中的应用前景将十分广泛。Anuruddha Bhattacharjee在南卫理公会大学BAST实验室攻读机械工程博士学位期间，倾力研发了一种模块化机器人立方体。这种机器人立方体配备了磁性连接器和内置磁铁，使得它们可以相互连接并组建各种形态。借助外部磁控制器，这些模块化机器人立方体能够实现无线操控，为微米级可重构机器人系统开辟了新的可能。1、模块化机器人设计Bhattacharjee博士需要先设计和制造出功能模块化的立方体，然后在立方体的表面嵌入磁铁，这样就可以通过外部电磁控制器进行操纵。其中立方体的边缘为2mm，带有10个300µm的孔，用于嵌入磁铁。为了使立方体正常运作，他们需要在表面上精准地制作微孔，以便嵌入磁铁。该团队采用面投影微立体光刻（PµSL）技术这种超高精度3D打印技术，来制造出具有精确微孔的立方体。图1：3D打印模块立方体2、无线控制立方体在功能性模块化立方体制作完毕之后，嵌有磁铁的它们将被放入一个电磁三轴亥姆霍兹线圈装置中进行测试，以实现自主组装、按需拆卸以及重新配置的任务。模块化机器人是否能成功自组装，关键在于单个立方体的精准运动。而这种精准度，又直接取决于立方体制作的工艺水平，但市面上大多数的3D打印机都无法达到所需的精准度和准确度。最后，Bhattacharjee博士选择使用了摩方精密nanoArch®S140，该设备能够帮助团队迅速制作出尺寸精确的立方体，为机器人的自组装提供了坚实的基础。“仅用了两周时间，我们便收到了3D打印样件。nanoArch® S140凭借卓越的精准度，根据我们的设计图纸，精确地制作了所需的尺寸。摩方精密团队的高效沟通，让我们得以加速研究进程，并获得超越预期的成果。有效交流、准时交付和迅速响应，展示出摩方精密作为长期合作伙伴的可靠性和专业性。因此，我们毫不犹豫地推荐摩方精密，他们是您值得信赖的合作伙伴。”—Anuruddha Bhattacharjee，博士，南卫理公会大学BAST实验室”图2：3D打印立方体组装成的模块化机器人3、展望未来可重构模块化机器人可通过外部磁控制器进行无线操纵，并根据指令进行自我组装或拆解。采用面投影微立体光刻（PµSL）技术制作的小型立方体和生物相容材料的可用性，为磁模块化机器人应用于手术工具和生物医学领域开辟了新的可能性。

由重庆摩方精密科技股份有限公司（简称“摩方精密”）主办的“先进制造技术创新研讨会”，于近期在上海成功举办。聚焦精密增材制造，洞察创新应用趋势。各位专家学者、企业家代表与会分享了各自最新实践成果，为更多从业者提供了行业发展新思路。本次会议设置了圆桌论坛环节，由中科院上海硅酸盐研究所、国科大杭州高等研究院副研究员马明担任圆桌论坛主持人，摩方精密副总裁周建林、上海交通大学生物医学制造技术中心副主任李元超、上海交通大学研究员张旺、中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员吴蕾以及苏州华兴源创科技股份有限公司副总经理江斌。来自不同领域的专家，以精密增材制造的现在与未来为主题，共话行业趋势动态，探讨未来机遇与挑战，为精密增材制造的发展新局面建言献计。“本次大会，我们力邀各界重量级高校和企业嘉宾，共同交流精密增材制造的行业现状、技术难题，以及未来发展趋势方向发展。我们也欢迎其他关注者、实践者、创新者们参与这场探讨，共探行业思潮和发展道路。“ ——马明，中科院上海硅酸盐研究所副研究员，国科大杭州高等研究院副研究员01、回顾过去，定位现在：现阶段，精密增材制造技术在研究领域的具体应用及成果？”7年间，我看到行业的生态链在不断的完善，从应用的角度来说，发展较快的行业是消费电子或者说通讯领域，还有生物医疗领域。“周建林分享了摩方精密7年来探索和突破的方向，从装备技术模式延伸终端应用模式的必要性。由于技术和市场的不成熟，摩方精密从最早的研究材料，应用到下游场景的方向，到后来自研设备、材料、工艺等，企业始终积极布局行业生态。近年来，消费电子和通讯领域逐渐受到加工的挑战，而微纳3D打印技术可以提高加工精度和效率，帮助企业快速达成目标。此外，生物医疗领域也成为摩方精密另一重要应用方向，微纳3D打印技术可加速开发周期并满足个性化需求。通过逐步了解各行业需求，不断优化终端产品的性能和用户体验，以满足市场和客户的需求。“天下武功唯快不破，当我比竞争对手能够早推出产品，能够获得我的客户的认可，订单基本上就十拿九稳！”江斌浅谈"快速"对于企业的重要性，华兴源创从液晶平板检检测半导体、新能源车、智能穿戴，到生物医疗领域都有涉足。但由于如今的智能消费品周期很短，快速迭代就变得尤为重要，核心的检测设备技术也遇到了一定的挑战。在半导体连接器领域，华兴源创面临体积越来越小的产品挑战，因此开发了特殊的检测设备，使用摩方精密nanoArch®S140缩短研发周期，解决前期研发问题。只有达到“快速”迭代，才能真正地快人一步抢占市场。“在生物微流控领域，微纳3D打印主要可以应用在芯片和连接件接口，有助于快速迭代产品。”吴蕾分享了微纳3D打印技术对生物微流控带来的新机遇，利用超高精密的打印特点，可支持研发微流控芯片和连接件接口等，且凭借快速迭代和低成本的优势，帮助应对研发长周期的挑战。她认为摩方精密的技术在缩短研发周期和降低成本方面发挥了重要作用。生物医疗领域的开发周期长、个性化要求高，这也正是3D打印技术在这一领域得以推广的重要原因。“增材加工技术，一个很好的特点是赋能。”张旺表示与摩方精密结缘于2020年，经团队调研了当时国内市面上精度高且高公差控制能力的3D打印设备，最后选择了摩方。张旺用薄、轻、宽、强和准五个字总结了摩方精密打印设备的优点，且可通过拓展或增幅的方式，实现大幅面的打印面积。另外，他强调指出微纳3D打印在材料增强和性能提升方面有着优势，如网络化设计、界面连接和内部联通的构型等。此外，通过高能外场方案赋能，如激光增材方法，可以使增强项打入机体，实现与传统结构材料不同的增强机制，从而提升性能。02、反思难点，展望未来：各个应用场景中还需要解决哪些问题，以及精密增材制造技术未来的发展趋势？“未来能不能实现在一个部件上有两种双材料的应用？”李元超表示目前仍有许多材料领域的问题亟待解决，特别是材料的生物相容性和种类受限性。虽然树脂和陶瓷材料的引入进一步拓展了微纳 3D 打印的应用场景，但为实现更多功能和更广泛的应用，仍需开发新材料、高分子材料、可植入材料来实现双材料折叠结构。“除了材料的多样化，生物相容性和透明度也是非常重要的！”吴蕾站在生物领域中的应用挑战和发展方向的角度，指出除了材料的多样性，材料的生物相容性和透明度也非常重要。当前对显微成像依赖性较强，而打印件的清晰成像存在一定困难，因此常常需要使用透明材料进行组装。同时，光敏树脂材料在荧光成像方面存在荧光背景干扰问题。长期来看，在细胞学和器官芯片的研究中，微纳3D打印技术还需继续不断优化打印工艺和材料。”有了摩方精密这把好枪没弹药不行，弹药是什么？就是材料！“江斌围绕微纳3D打印技术在半导体和平板显示领域中的应用挑战及发展前景分享观点。尽管微纳3D打印技术具有巨大潜力，但当前材料方面的问题限制了其大规模应用。例如所需的材料特性如刚性、强度、防静电特性、防吸水性等，对于行业应用场景具有关键意义。其中微纳3D打印线路板依旧存在技术挑战。目前，尽管常规制造方法已能实现多层电路板，但周期较长且精细度不足。发言者认为，若能借鉴微纳3D打印的精细能力，实现多材料混合和高层次电路板制造，有望实现更高层次的电路板制造，推动我国电子产业的进步。“3D打印这个行业最需要的是融合和合作，如果说很多事情都是一家企业去做，或者说你自己去做，那一定做不好。”周建林阐述了多年来在行业的经历和观察，增材制造行业最需要的是融合和合作，单一企业难以应对所有的挑战。此外，材料研发要面向市场需求，特别是体外医疗器械材料等领域。他提到虽然多材料解决方案也是行业发展的趋势之一，但需明确市场具体需求和技术实现难度。另外，在摩方精密的产业化发展进程中，不仅在设备和技术端加紧研发创新，在布局终端应用方面，也加大投入及科研力度，例如牙齿贴面、生物芯片等。最后，他表示微纳3D打印行业的生态链正在壮大，也期待越来越多的优秀团队加入，未来挑战还将面临终端应用的爆发。而摩方精密在设备、材料和应用方面都积极投身布局，期待与行业伙伴共同推动精密增材制造行业的发展。圆桌论坛环节在意犹未尽中画上圆满的句号。此次论坛将作为一个开始，期待与更多精密增材制造行业专家学者、企业家们交流技术难题，携手攻克精密增材制造领域的瓶颈。让我们一起探索，共同开创产业发展的新篇章，迈向更加美好的未来。

中国微米纳米技术学会第二十五届学术年会暨第十四届国际会议（简称CSMNT2023），于2023年10月21-23日在深圳市圆满收官。重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称：摩方精密）携多款样件及终端应用参展，重点展示了在生物医疗、精密电子、科研及创新领域应用的超高精密打印技术，为精密制造行业带来系列定制化解决方案。在本次大会中，摩方精密产品应用工程师卢敏分享了《PμSL 微尺度3D打印技术及其在传感应用的进展》，其中详细介绍了两项极具创新性的传感应用研究。电化学生物传感芯片（检测肌氨酸）来自哈工大、华大基因、华东理工大学、斯威本科技大学等团队共研的《集成微柱阵列电极和声微流技术的新型微流控生物传感平台的研究》，阐述了一种创新型微流体电化学生物传感平台的构建。该平台通过在微柱阵列电极（μAE）上涂覆3D双金属 Pt-Pd 纳米树，实现了电化学传感灵敏度的提升。同时，该装置采用了基于气泡的声微流技术，增加了分析物分子与电极表面的接触，进一步优化了电化学性能。图1：PμSL打印微柱阵列模具+PDMS二次翻模制备微柱阵列电极、PμSL打印截断圆锥阵列模具+PDMS翻模制备截断圆锥空腔阵列微柱阵列电极的制造过程主要依赖于面投影微立体光刻（PμSL）技术和PDMS翻模技术，该团队利用摩方精密nanoArch®P140将光敏树脂打印在载玻片上，这样就形成了微柱阵列的阳模，然后以PDMS 翻模的阴模作为模板，采用二次翻模制造出 PDMS 微柱阵列，选用镀金微柱阵列作为电极层的工作电极，其中微柱阵列最小特征尺寸可达50μm。图2：微柱阵列面投影微立体光刻（PμSL）技术结合PDMS翻模技术可制备微流控电化学生物传感芯片，所制得的传感芯片线性范围宽， 灵敏度高，可广泛用于蛋白质分析及病毒检测中。图3：过氧化氢检测图4：肌氨酸检测原文：Biosensors and Bioelectronics. 223, 114703 (2023)仿生自供电传感器（易便携）来自湖南大学、阿卜杜拉国王科技大学的团队协作研发了一种便携式3D打印仿生传感装置，其光电响应能力得到了显著增强，可实现双酚 A (BPA) 的灵敏检测。该装置利用高反应性的双电极系统，在光辐射的作用下产生电输出，提供传感信号，解决了依赖外部电源的问题。图5：蕨类植物N/Ov/BiVO4光阳极的原位合成步骤图6：N/Ov/BiVO4光阳极表面修饰的bpa特异性适配体示意图这种独特的蕨类仿生结构提升了传感系统的传质效率，并为传感器提供了丰富的适体结合位点，实现了信号的放大。该团队将检测系统集成到了基于微纳 3D 打印技术的微模型中，利用摩方精密microArch® S240打印出微流道模型（宽约2.5mm），其内含多个孔道 ，可与电极集成生成小型易便携的传感器。图7：拟设计的三维传感装置的模型图面投影微立体光刻（PμSL）技术可高精度定制微流道模型 ，有助于制备自供电传感器 ，实现对双酚A（致癌致畸） 的特异性检测。图8：传感器性能表征—双酚A检测原文：Biosens Bioelectron. 220, 114817(2023)展会现场，摩方精密展出了系列自主研发的多领域应用样件，吸引众多来自生物医疗、学术科研、创新领域等业界专家学者前来参观，其中包括深圳市微米纳米技术学会会长、北京大学教授金玉丰，香港大学教授陆洋和武汉大学工业科学研究院执行院长刘胜等。摩方精密会继续秉持着深入钻研的精神，持续在微纳 3D 打印技术领域深耕，以技术和终端应用为突破口，为客户带来更多创新性的产品和解决方案，引领行业的新篇章。