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

　　切開(kāi)一個(gè)3D打印的陶瓷微反應器您可以看到：復雜的管道和流體連接與整個(gè)部件打印在了一起。這個(gè)被放置在病人床邊的小小制藥廠(chǎng)還沒(méi)有一個(gè)兩歐元硬幣大，其中的線(xiàn)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——并根據病人目前的健康狀況進(jìn)行微調。這就是微反應器技術(shù)的未來(lái)應用場(chǎng)景，目前在醫院里尚不存在。但是Fraunhofer陶瓷技術(shù)研究所和SystemsIKTS正在開(kāi)發(fā)的技術(shù)，有望在不久的將來(lái)將其變?yōu)楝F實(shí)。

　　如今，來(lái)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)相結合，可以創(chuàng )造出不僅僅是微反應器，還將包括骨骼植入物、假牙和手術(shù)工具等。“在制造目標對象時(shí)，我們對于材料類(lèi)型和顏色沒(méi)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(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以同時(shí)打印幾種不同的材料。”來(lái)自FraunhoferIKTS材料和工藝事業(yè)部的TassiloMoritz說(shuō)。在實(shí)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。

　　據悉，研究人員開(kāi)發(fā)的這種技術(shù)關(guān)鍵在于準備優(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(shí)會(huì )變成液體。這是一個(gè)很關(guān)鍵的屬性：這意為著(zhù)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。“我們的混合物非常均勻，而且我們可以精確地設置粘度的最佳水平，以打印出尺寸適合特定部件輪廓的液滴。簡(jiǎn)而言之，我們的混合物不能太稀或者太稠。為了實(shí)現這一目標，我們必須掌握相應的制備工藝。”Moritz說(shuō)。打印機通過(guò)高溫融化混合物，而液滴一旦沉積，就會(huì )快速冷卻硬化。其打印對象是在一個(gè)平臺上逐點(diǎn)構建的。這就使得不同的材料可以同時(shí)通過(guò)多個(gè)應用單元沉積。

　　“另外一個(gè)挑戰是在隨后的燒結過(guò)程中如何調整不同懸浮液的行為，以防止出現任何缺陷。”Moritz說(shuō)，“為此了達到這一目的，我們通過(guò)特殊的研磨工藝來(lái)優(yōu)化粉末。在燒結過(guò)程中，細粒度的陶瓷或金屬物質(zhì)會(huì )在壓力下加熱。而且溫度并不很高，對象的結構不會(huì )因此改變。

　　Moritz希望這項技術(shù)能夠實(shí)現基于陶瓷原件的微反應器裝置。到目前為止，制造技術(shù)已經(jīng)成為阻止微型反應器獲得突破的一個(gè)主要障礙。以前研究人員使用的技術(shù)往往只有在實(shí)驗室里能用。而如今這一狀況可能會(huì )改變。“到目前為止，大多數陶瓷微反應器往往是用板材切削而成，其內部和外部的密封以及各個(gè)部件的無(wú)縫連接問(wèn)題一直是這一技術(shù)的一大挑戰。而如果使用3D打印的話(huà)，這些問(wèn)題將不復存在。”Moritz說(shuō)。