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

來源：cnBeta


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，他們的方法被稱為直接聲音打印(DSP)，其將超高頻聲波集中在液體樹脂的一個點上，時間僅為萬億分之一秒。

它非常短暫但非常強大，這使得一個微小的氣泡形成，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，但在某些領(lǐng)域已經(jīng)開始流行。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)方法無法實現(xiàn)的形狀。

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

來自康科迪亞大學(xué)的研究人員在《Nature Communications》的一篇論文中說道：“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，但他們并沒有在病人體內(nèi)構(gòu)建或植入任何東西。”

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打印出一個替代耳朵。

大多數(shù)3D打印使用光或熱來固化材料。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，并通過一個叫做空化的過程形成一個小氣泡。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度的太陽表面熱得多。

這是一個強烈的環(huán)境，但它非常小且持續(xù)時間非常短，所以它不會影響周圍的地區(qū)。該大學(xué)稱，基于聲音的3D打印方法還可以用于機械維修，如維修飛機內(nèi)其他無法接觸到的部件。

此外，該方法也適用于除聚合物樹脂之外的其他材料。

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。我們接下來將嘗試聚合物-金屬復(fù)合材料，最終我們想用這種方法打印金屬。”