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3D打印技術(shù)在醫學(xué)檢測的應用——摩方精密

更新時(shí)間:2023-01-12點(diǎn)擊次數:978

  近年來(lái),3D打印技術(shù)在生物醫藥方面得到廣泛的應用,并且也取得了諸多成就。研究人員可以根據不同患者的需求,采用3D打印個(gè)性化的生物材料,比如助聽(tīng)器、假肢制造、骨科手術(shù)、人工關(guān)節、人工外耳和牙齒種植等等方面。而且隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展,3D打印技術(shù)也應用到醫學(xué)快速檢測方面,其中美國賓夕法尼亞大學(xué)(Upenn)的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種低成本的3D打印產(chǎn)品可以快速檢測寨卡(Zika)病毒(圖1)。據悉這個(gè)3D打印的檢測裝置只有一個(gè)蘇打水罐大小,成本僅2美元,而且無(wú)需用電,也不用專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員操作?;颊咧恍杼峁┮环萃僖簶颖?,當遺傳分析檢測到病毒存在時(shí),裝置中可變色的染料將變成藍色,由于其攜帶方便,因此也能夠在野外使用。

 

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寨卡(Zika)病毒

 

     國內某醫院也將3D打印技術(shù)應用于創(chuàng )傷感染檢測方面,傳統的實(shí)時(shí)熒光定量檢測方法需要集成龐大、昂貴、精密的光學(xué)設備,不適合戰場(chǎng)創(chuàng )傷感染的現場(chǎng)快速檢測。新興的電化學(xué)方法、HNB比色法、濁度法都需要開(kāi)蓋操作,易造成氣溶膠污染,檢測靈敏度不高,結果不易判斷。他們利用BMF的3D打印技術(shù)成功研發(fā)出一款密閉性便攜式檢測裝置,能保證37℃條件下恒溫進(jìn)行擴增反應,并進(jìn)行核酸檢測。該裝置(如圖2所示)包括頂蓋、底墊、反應管和檢測容器,其中頂蓋可以拆分,不漏液,底部圓錐體為尖銳硬質(zhì)材質(zhì),底墊為韌性材料,可在外力作用下頂破反應管底部,使反應液和緩沖液進(jìn)入檢測容器中,使試紙條浸在擴增反應后液體中,通過(guò)試紙條上的顏色變化進(jìn)行核酸檢測。


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圖2  裝置主要組成部件

 


     為了保證在現場(chǎng)檢測時(shí)底墊能夠在受力下輕易破裂,保證觀(guān)察液體能夠混合,因此需要在該裝置的底部設計一層薄膜(如圖3紅圈所示),厚度尺寸必須保證在0.05mm左右,使用傳統的注塑加工方式,這個(gè)薄膜無(wú)法直接與裝置成為一體,如果采用后期增加薄膜的方式,整個(gè)制造工藝就會(huì )很復雜,而且成本會(huì )增加很多,不利于大規模的推廣使用,而采用3D打印的方式可以一體成型,成本也能夠控制下來(lái)。


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圖3  薄膜位置


     這層0.05mm薄膜的打印質(zhì)量決定了此檢測裝置的使用效果,客戶(hù)經(jīng)過(guò)多方考察與對比,最終選擇了與深圳摩方材料(BMF)合作,BMF做為微納級超高精度3D打印的向導之一,其顛。覆性精密加工能力得到客戶(hù)的一致認可。其技術(shù)主要采用面投影微立體光刻(Projection Micro Stereolithography, PμSL)3D打印技術(shù),非常適用于制作微尺度的復雜三維結構,有著(zhù)高分辨率、高精度、跨尺度加工、適用材料廣、加工效率高、加工成本低等諸多特點(diǎn)。


     根據客戶(hù)項目的具體需求,最終選擇S140設備(圖4)進(jìn)行打印,這款設備光學(xué)精度達到10um,打印層厚10~40um,并且可以在同一個(gè)打印樣品中,根據結構要求設置不同的層厚,提高打印效率,打印模型最大尺寸為94mm(L)*52mm(W)*45mm(H),而且其支持多種樹(shù)脂材料打印,例如韌性樹(shù)脂、耐高溫樹(shù)脂、生物醫用樹(shù)脂、柔性樹(shù)脂等等,能夠最大限度的滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。


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圖4   S140設備簡(jiǎn)圖

 

     該裝置是一個(gè)開(kāi)創(chuàng )性的解。方案,并且是在醫療檢測使用3D打印的一個(gè)重要示例。再次證明了3D打印技術(shù)將是醫療行業(yè)不????;?。缺的一部分。