技術大神：DIY 3D印表機正在徹底改變醫療技術

在醫療技術3D列印領域，Michael McAlpine是一位搖滾明星。明尼蘇達大學機械工程系副教授McAlpine一直是眾多成就的中心，最近的一項成就是3D列印半球形表面上的一系列光接收器。這一突破被稱為「創造仿生眼的重要一步。」在過去的七年里，他和其他研究人員印製了仿生耳、類似於生命的人工器官、用於手術前規劃以及用於脊髓治療的細胞和支架。 2018年10月31日-11月1日，McAlpine將在PLASTEC和醫療設計與製造（MD＆M）活動的主題演講中闡述3D列印的發展及其在多功能醫療設備開發中的作用，該活動將在明尼阿波利斯舉行。

3D列印電子紋身——McAlpine和他在明尼蘇達大學的研究人員團隊開發了一種將電子設備直接印在人體皮膚上的技術

「我們在2013年印製了第一顆仿生耳，」McAlpine告訴記者。「直到那個項目，我才聽說過3D列印。它發明於20世紀80年代，不知怎的，我錯過了它。但是我們大約七年前開始使用這項技術，看看我們走了多遠。」McAlpine說。至少從他的角度來看，大部分進步都是由他的研究團隊建立的3D印表機實現的。

「大多數3D印表機都是針對硬塑料或橡膠設計的，對於醫療設備來說有一些價值，但它們主要限於『列印部件』用於結構應用，」McAlpine告訴記者，「使用我們的印表機，我們可以使用電子墨水，包括導電和半導體墨水、非常柔軟的材料如有機硅、活細胞和支架。」McAlpine將印表機描述為一種一體化系統 - 「我們稱之為一鍋式平台」 ，各種材料都可以集成在一起。 McAlpine表示，它可以製造出其他技術無法企及的部件，包括MicroFab和注塑成型。「天空是醫療和其他應用的極限。」

根據McAlpine的說法，3D列印代表醫療製造階段性變化的方法之一是生產患者專用設備。「你希望設備符合身體並且在解剖學上是準確的，這是3D列印帶給平台的一件事。您還希望該設備由各種材料組成，從結構和外殼元件以及用於刺激軟材料和電池的電子材料。」由McAlpine團隊製造的印表機以驚人的低成本實現所有這些。「我們的高端設備的價格在5萬到10萬美元之間，」McAlpine說。但是，不打算急於購買——印表機尚未商業化，可能不會以現有形式出售。

「我們還沒有為印表機申請專利，因為我們使用各種部件將它拼湊在一起，但我們在其他方面擁有專利，」McAlpine解釋道。「在我看來，最重要的專利是在今年早些時候批准的。它被稱為「3D列印的有源電子材料和器件。」通過它，我們基本上擁有所有基於顆粒擠出的半導體器件。」

McAlpine認為他的團隊在實驗室工作最終會導致有人將這種類型的印表機推向市場。這可能促使人們獲得醫療技術的革命。

「3D列印可能有助於分散醫療技術，」McAlpine說。 「一旦普通人在家中擁有這些印表機之一，他們就可以開始列印自己的設備了。就像你想像的那樣，未來的發展並不是那麼遙遠。」考慮一下他的研究團隊在短短七年內取得的成就，McAlpine說，要將其推廣到未來。這令人難以置信。

至於他未來的努力，McAlpine指出3D列印植入物的開發是下一步的步驟。焦點領域涉及用於外周神經再生的裝置。

「這些是脊髓外的神經，可以傳到手臂和腿部，」他解釋道。「我們有3D列印的外周神經再生裝置並將它們植入大鼠體內，我們在2015年發表的一篇論文中對此進行了描述。現在我們正在處理實際的脊髓，這有點棘手。我們最近列印的幹細胞首次可以在3D列印的支架上分化為活躍的、健康的神經元，但尚未植入大鼠體內。我們現在正在努力。「

Michael McAlpine

明尼蘇達大學機械工程副教授

讓McAlpine注意的另一個挑戰是多功能一體化。「我們已經證明我們可以做X，Y和Z，但如果你能在同一平台上完成所有這些工作呢？」他列舉了在同一平台上彙集不同材料以及保持材料功能、細胞在這個過程中存活的相關困難。「縮放是另一個挑戰，無論是在擴大面積還是增加吞吐量方面，」McAlpine補充道。

回到現在，McAlpine希望與會者聽取他的主題演講將更深入地了解3D列印的可能性。「我們正在談論在三維空間中將幾乎所有人類已知的材料功能集成到一個平台上。這是最終的製造平台。」McAlpine說，這項技術非常實惠，他補充道。「我想不出比這更強大的東西。」

McAlpine將於10月31日下午1點在位於明尼阿波利斯PLASTEC明尼阿波利斯和醫療設計與製造（MD＆M）的工程總部（232號展台）發表主題演講。作為中西部最大的年度設計和製造活動的一部分，這些展覽將於10月31日和2018年11月1日在明尼阿波利斯會議中心舉行。

來源：3D列印商情

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！