当3D打印技术以微米级的精度突破想象边界,它早已不再是“塑料玩具”“模型手办”的代名词。摩方高精度3D打印正在悄然深入普通人的生活:从癌症治疗的精准用药,到5G网络的极速体验;从无痛看牙的“黑科技”,到慢性病的动态监测……这些看似遥远的“未来场景”,都是摩方精密正在参与和落地的现实。
科技创新的根本在于普惠大众,当微米级精度成为标配,受益的不仅是产业,更是每一个普通人。此篇带大家解锁摩方技术应用于普通人息息相关的场景中的“隐藏技能”。
导读:
摩方3D打印微流控技术,打造更精准控释“抗癌微球”
可穿戴微型生物传感器:慢性病管理的“贴身卫士”
高精度极薄陶瓷牙贴面:齿科修复的无创革命
电子连接器:5G速度背后的隐形功臣”
微型机器人:血管中的“智能清道夫”
摩方3D打印微流控技术,打造精准控释“抗癌微球”
化疗药物副作用大?传统载药微球因粒径不均,常导致不能精准给药、药物浪费、疗效不稳。
北京大学与摩方精密联合共建的精密增材制造技术联合实验室(以下简称“实验室”),在基于高精度3D打印微流控芯片技术的载药微球制备领域取得了重要技术突破。实验室借助摩方的精密制造能力,研发出了可制备高通量、高均一性载药微球的微流控芯片,不仅弥补了我国在载药微球高精度制备领域长期存在的技术短板,更在高通量微流控芯片研发中实现了革命性创新。此外,基于该微流控技术制备的载药微球还展现出更精确的药物控释性能,其粒径分布均匀性显著优于传统制备方法。
对于普通人来说,解决了通量受限、粒径分布不均、生产成本高及制备效率低等难题的载药微球,不仅意味着相关治疗费用的降低,药物利用率也能大幅提升,同时副作用也能相对降低。
可穿戴微型生物传感器:慢性病管理的“贴身卫士”
日常疾病管理还要频繁扎手指测血糖和酮体?过去几十年来,全球肥胖率持续上升,低碳水化合物饮食随之兴起。其中,生酮饮食因其在癫痫治疗中的成功而备受关注。然而,目前监测酮体和葡萄糖水平仍主要依赖反复指尖采血,不仅繁琐,还给患者带来生理和心理负担。
摩方利用高精度3D打印技术,助力科学家开发基于微针列阵的生物传感器,实现实时监测间质酮和葡萄糖水平,为生酮饮食管理提供更智能的方案。该传感器由3D打印微针和垂直石墨烯电极构成,能够同步检测间质液中的生物标志物。按压微针,空心微针阵列持续采集间质液(ISF),并由双分析电极进行检测。该设备集成微型电化学分析仪,可通过无线数据传输至智能设备,便于用户实时查看数据。此外,以往的研究表明,当微针长度超过1000 μm时,引起的疼痛明显增加,因此,在这项研究中,微针的高度被优化为1000 μm,以最大限度地减轻应用于人体皮肤时的痛感。
随着这一技术的成熟,它将为肥胖症、癫痫、糖尿病、阿尔茨海默病等需生酮饮食辅助治疗的人群带来创造性的健康管理方式。
高精度极薄陶瓷牙贴面:齿科修复的“无创革命”
想要修复牙齿,让牙齿看起来美观、健康,但是又害怕磨牙的痛苦?
摩方联合北大口腔,持续投入三年,通过设备革新、材料创新和生产工艺革新三大核心技术破局,除了能保证高精度的尺寸及形态控制,更能实现传统加工无法制造的极薄贴面的生产制造。摩方全球首创的0.08毫米氧化锆牙齿贴面,厚度约等于一根头发丝直径,产品强韧度却不输传统制造方法。这不仅刷新了全球齿科修复体制造的精度纪录,更获得美国FDA 510(k)认证和国内三类医疗器械注册证,实现了从实验室到临床应用的跨越。在研发阶段,该项目还曾获批2023年国家“十四五”重点研发计划重点专项。
这一开创性的极薄牙齿贴面产品,可以让患者免磨牙实现牙齿的修复和美观,有效减少疼痛和不适,预防修复体边缘远期微渗透。对于普通人来说,由于可以免去备牙的时间,做牙齿贴面的粘接时间较过去缩短30%,还不用频繁出入口腔诊所。不仅如此,由于不用磨牙,极薄牙齿贴面实现了可逆操作,采用铒激光技术可以在短短半小时拆除牙贴面,恢复原生状态。普通人想要牙齿美白、健康的门槛因此大幅降低。
电子连接器:5G速度背后的“隐形功臣”
为何你的5G网络有时会“卡顿”?大家可能不知道,当你流畅观看高清视频、进行清晰无延迟的远程会议时,背后离不开高精度3D打印制造技术的支持。
影响5G信号传输速度的一个关键因素是光信号的损耗,而其中光纤接口作为光发射器和接收器之间的桥梁,是造成信号衰减的重要原因之一。传统光纤电缆接口因精度不足,易因接触不良导致信号衰减,从而影响传输质量和速度。
而5G的高速发展,对电子连接器的要求也日益提高。连接器正朝着微型化、高精密化和集成化方向加速演进,同时,产品型号增多、开发周期缩短,这对制造厂商提出了更高的研发迭代要求。要想减少信号损耗、确保高速稳定传输,连接器的设计优化和制造精度至关重要。
在这一背景下,高精度3D打印设备成为加速连接器更新迭代的关键。使用3D打印进行原型制造,能大大缩短新产品开发周期,加快产品迭代、提高制造精度,为高效的信号传输保驾护航。截至目前,摩方已与全球排名前十的连接器企业建立了合作,共同参与和推动5G世界的快速迭代,为万物互联的世界提供有力支持。
微型机器人:血管中的“智能清道夫”
包括心梗、中风及肺栓塞等疾病在生活中既常见又危险,它们都属于血栓症,即血管内形成血栓导致阻塞。传统治疗方法通常包括注射溶栓药物或使用导管介入技术去除血栓,随后再使用抗凝药物阻止复发。然而,溶栓药物靶向性较弱,较难高效、安全地溶解血栓;而导管介入技术对医生的技术要求较高,稍有不慎便可能引发二次堵塞。
近年来,科学家正在研发微型机器人系统,希望让血栓症的治疗更精准可控,避免传统方法中“蒙眼拆弹”的困境。一种基于螺旋形微型机器人的方案备受关注。这种机器人主体采用摩方3D打印技术制造,并在结构中预留磁性物质的嵌入空间。在磁场驱动下,它能够产生强对流,加速溶栓因子的物质交换,同时施加剪切力,促进血栓溶解产物的清除。
实验表明,与单纯使用溶栓药物相比,该方案可提升血管的疏通效率(约4倍),完全溶栓率提高至350%,且不会产生大量血栓碎片,从而降低二次堵塞的风险。此外,不同尺寸的微型机器人可适用不同直径的血管,使治疗更灵活。未来,这一技术的临床应用有望大幅降低治疗难度、缩短治疗时间,并加快术后恢复,让更多患者受益。
从癌症患者的一次用药,到5G用户的一次点击;从糖尿病人的一个便携式微针传感器穿戴,到牙齿修复的0.08毫米厚度的贴面……摩方精密用高达2微米精度的制造能力证明:高端精密制造从不是空中楼阁,它充斥着工业生产和人们生活的四周,致力于让每个普通人的生活更健康、更高效、更有尊严。