蘇黎世科學(xué)家使用嵌入式磁鐵3D打印人造心臟泵

2018年10月30日,，南極熊從外媒獲悉,，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機械與加工工程系的博士生Kai von Petersdorff-Campen開發(fā)了一種3D打印技術(shù),，用于制造含磁鐵的產(chǎn)品,。 他通過3D打印人工心臟泵原型展示了他的方法,，稱為“嵌入式磁體打印”,，并獲得了美國人工內(nèi)臟器官協(xié)會（ASAIO）的原型設(shè)計一等獎,。

△原型的橫截面,，深灰色的磁性元件清晰可見

Petersdorff-Campen說：“我的目標不是制造出良好的心臟泵，而是要展示如何在一步中將其制造出來,�,！�

人工心臟泵不僅是幾何形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，更重要的是,，它們含有磁鐵 - 而且在使用磁鐵進行3D打印的領(lǐng)域,，研究仍處于起步階段。因此,，Petersdorff-Campen的心臟泵是首批使用3D打印制造磁性元件的原型之一,。

這位26歲的博士生今年春天開發(fā)了原型。 Petersdorff-Campen稱他新開發(fā)的方法是“嵌入式磁鐵打印”,。關(guān)鍵是要確保磁鐵直接在塑料中3D打印,。磁粉和塑料在打印前混合并加工成稱為線材。使用FDM技術(shù),，這些線材通過噴嘴打印出來,，自動打印出計算機生成的形狀。然后將打印的成品在外部磁場中磁化,。塑料心臟泵原型總共花了15個小時進行打印,。

最大的困難之一是線材的研發(fā)：添加到顆粒混合物中的磁性粉末越多,，磁體越強,，但這會導(dǎo)致最終產(chǎn)品更脆。 “我們對各種塑料和混合物進行了測試,，直到線材具有足夠的柔韌性以進打印,，同時仍具有足夠的磁力,，”Petersdorff-Campen說,。

Petersdorff-Campen在一本學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了他的著作。反應(yīng)各不相同,，他解釋說：“有些人已經(jīng)在詢問他們可以在哪里訂購材料,。”有人批評3D打印不適合生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備,，因為他們必須經(jīng)歷各種審批程序,。 “不過，這不是我的重點,，”Petersdorff-Campen強調(diào)說,。 “我只是想表明這個原理�,！彼�確信科學(xué)家和開發(fā)人員值得進一步發(fā)展,。

△由聚合物 - 磁性粉末混合物組成的線材

盡管他的方法可能不適合制造心臟泵,，但磁體3D打印的潛力巨大。 磁鐵還用于電動機,，例如許多技術(shù)家用設(shè)備中的電動機,，從計算機的硬盤驅(qū)動器到揚聲器和微波爐。 如今,，具有磁體的幾何形狀復(fù)雜的部件通過復(fù)雜的注塑成型生產(chǎn),，但是使用3D打印可以使該過程明顯更快且更便宜。
Petersororff-Campen表示,，這還有很長的路要走：“在材料和加工方面還有很多需要改進的地方,。”例如,，他的心臟泵能夠成功地每分鐘泵送2.5升,，旋轉(zhuǎn)1000次， 但這還不符合實踐中要求的標準：“我不希望植入這樣的設(shè)備,�,！�

編譯自：3ders