研究人員找到一種通過(guò)聲波在體內(nèi)直接3D打印醫(yī)療植入物的方法

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康科迪亞大學(xué)的研究人員找到了一種利用聲音將液體凝固成塑料的方法，這種3D打印方法可用于直接在人的身體內(nèi)建造醫(yī)療植入物。研究人員本周介紹稱(chēng)，他們的方法被稱(chēng)為直接聲音打印(DSP)，其將超高頻聲波集中在液體樹(shù)脂的一個(gè)點(diǎn)上，時(shí)間僅為萬(wàn)億分之一秒。

它非常短暫但非常強(qiáng)大，這使得一個(gè)微小的氣泡形成，雞兒其能量足以觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)以使樹(shù)脂凝固。3D打印雖然不像塑料注射成型等大規(guī)模制造方法那樣經(jīng)濟(jì)，但在某些領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始流行。這包括制作原型、創(chuàng)造一次性產(chǎn)品如定制的足球頭盔、建造傳統(tǒng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的形狀。

基于聲音的3D打印可以為增材制造行業(yè)增加一個(gè)新的技巧。固體材料通常會(huì)阻擋光線和熱量，但聲音可以進(jìn)入身體或設(shè)備內(nèi)部。這可能會(huì)帶來(lái)在體內(nèi)制造一個(gè)植入物的技術(shù)，而不是通過(guò)手術(shù)在體外添加?xùn)|西。研究人員通過(guò)1.3英寸的豬皮、肌肉和脂肪組織測(cè)試了該技術(shù)。

來(lái)自康科迪亞大學(xué)的研究人員在《Nature Communications》的一篇論文中說(shuō)道：“DSP引入了非侵入性的深層身體打印的可能性。研究人員制作的一些原型包括耳朵和鼻子，但他們并沒(méi)有在病人體內(nèi)構(gòu)建或植入任何東西?！?br />

3D打印已經(jīng)被用于醫(yī)療和牙科手術(shù)，如更換骨骼和牙齒矯正器。一些醫(yī)生甚至找到了一種方法以用病人自己的細(xì)胞3D打印出一個(gè)替代耳朵。

大多數(shù)3D打印使用光或熱來(lái)固化材料。聲音則提供了一種不同的方式，其將能量引導(dǎo)到正確的位置，并通過(guò)一個(gè)叫做空化的過(guò)程形成一個(gè)小氣泡。在那里，溫度達(dá)到海平面空氣壓力的1000倍，約27000華氏度--比接近10000度的太陽(yáng)表面熱得多。

這是一個(gè)強(qiáng)烈的環(huán)境，但它非常小且持續(xù)時(shí)間非常短，所以它不會(huì)影響周?chē)牡貐^(qū)。該大學(xué)稱(chēng)，基于聲音的3D打印方法還可以用于機(jī)械維修，如維修飛機(jī)內(nèi)其他無(wú)法接觸到的部件。

此外，該方法也適用于除聚合物樹(shù)脂之外的其他材料。

康科迪亞大學(xué)的研究員Muthukumaran Packirisamy在一份聲明中說(shuō)道：“我們證明我們可以打印多種材料，這包括聚合物和陶瓷。我們接下來(lái)將嘗試聚合物-金屬?gòu)?fù)合材料，最終我們想用這種方法打印金屬。”