眾所周知，目前主流的金屬3D打印采用的是激光或者電子束燒結(jié)技術(shù)，而使用高能量的激光或者電子束掃描金屬粉末床，使金屬粉末熔化然后粘結(jié)在一起冷卻成型進(jìn)而逐層打印。然而，這項技術(shù)或許將逐漸被淘汰掉。近日，美國西北大學(xué)的一個科研團(tuán)隊開發(fā)出了一種全新的金屬3D打印方法，可以說完全顛覆了以往的技術(shù)，它完全摒棄了激光或者電子束，而是采用了一種特質(zhì)液體油墨和常見的熔爐分兩步進(jìn)行，第一步的成形方法和常見的FDM非常類似。

這個科研團(tuán)隊發(fā)明了一種混合了金屬粉末、溶劑和彈性體粘結(jié)劑(一種醫(yī)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)常會用到的聚合物)的特殊油墨，這種油墨可以在室溫條件下直接用噴嘴擠出瞬間凝固，而其中因為使用了彈性體粘結(jié)劑，所以在這一階段打印出的3D對象可以高度折疊或彎曲成更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且可以高達(dá)數(shù)百層厚而不至于坍塌，然后將已經(jīng)形成的3D結(jié)構(gòu)放在普通熔爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，金屬粉末經(jīng)過加熱則會融化永久的粘結(jié)在一起。

傳統(tǒng)激光、電子束燒結(jié)雖然能形成極強(qiáng)的金屬3D結(jié)構(gòu)，但其成本高昂且耗時，而像一種中控的零部件使用這種方法還有一些限制，其次，用激光逐層加熱的方法會在不同的區(qū)域產(chǎn)生加熱和冷卻的應(yīng)力，破壞打印對象的微觀結(jié)構(gòu)。而使用這種新方法，在熔爐內(nèi)進(jìn)行加熱確保了均勻的溫度和致密結(jié)構(gòu)燒結(jié)，不會產(chǎn)生翹曲和開裂。并且，它可以一次使用多個擠出噴嘴，以更快速度打印出高達(dá)數(shù)米的3D結(jié)構(gòu)，唯一的限制可能就是熔爐的尺寸了。

NO.4 3D打印人體微器官和干細(xì)胞

過去，胚胎干細(xì)胞3D打印機(jī)只能制造平面排列或簡單的堆積，這被稱為細(xì)胞“石筍”。如今，研究者聲稱他們首次開發(fā)出能夠用3D打印技術(shù)來裝填胚胎干細(xì)胞的方法。他們發(fā)明了一種胚胎干細(xì)胞3D打印機(jī)，能夠通過逐層構(gòu)建的方式來裝填干細(xì)胞，從而形成所需要的立體結(jié)構(gòu)。

這項研究是由北京清華大學(xué)(Tsinghua University)的孫偉教授和費城德雷塞爾大學(xué)(Drexel University)的機(jī)械工程教授合作進(jìn)行，他們聲稱可以在可控條件下用3D打印來快速制造胚體，生產(chǎn)一模一樣的胚胎干細(xì)胞模塊，理論上這些模塊還可以像樂高積木一樣搭建組織甚至微器官。

實驗中，研究者同時還用水凝膠打印了小鼠胚胎干細(xì)胞，這種材料與軟性隱形眼鏡的材料屬同類。而且，據(jù)他們的最新研究顯示，90%的細(xì)胞能夠在打印過程中存活下來，這些細(xì)胞會在水凝膠支架中增殖成胚體，還會分泌健康胚胎干細(xì)胞才會分泌的蛋白，而且還能將水凝膠再次溶解獲得胚體。

他們的下一步工作是研究怎樣通過改變打印和結(jié)構(gòu)參數(shù)來調(diào)整胚體的尺寸，以及怎么通過改變胚體尺寸來制造不同種類的細(xì)胞。這樣能夠促進(jìn)臨近的不同細(xì)胞同時生長，為在實驗室生長微器官奠定基礎(chǔ)。