近日，美國佛羅裏達大學的科學家們(men) 找到了一種方法，可以用一台3D打印機打印出精細的軟結構。這種新型3D打印機能夠打印出傳(chuan) 統上“不可能”實現的形狀，比如為(wei) 細管打結等。該技術主要是將噴嘴深入一種凝膠中進行打印，這種凝膠能夠固化從(cong) 噴嘴中擠出的油墨，最終產(chan) 物是一種柔軟但穩固的結構。研究人員認為(wei) ，該技術克服了3D打印的一些限製，並可能對組織工程有用，對神經外科和癌症研究人員會(hui) 有很大的幫助。

3D打印的矽膠水母

據了解，項目研究團隊觀察到3D打印對象在成型之後具有變形的傾(qing) 向，這多是由於(yu) 表麵張力、重力和粒子擴散等原因。為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，該研究團隊在佛羅裏達大學機械和航空航天工程係助理教授Thomas Angelini的帶領下，充分利用了在市場上銷售的一種由7μm寬粒子組成的顆粒狀水凝膠的物理屬性。

這種凝膠有點類似於(yu) 去掉了乙醇和香料的普通洗手液，它能夠根據應力狀況迅速從(cong) 固體(ti) 切換到液體(ti) 狀態。Angelini先生是這樣描述它的：“當你用手指壓住它、搓動它的時候，這些顆粒可以流動。它暫時流態化了。但是當你把手指拿開後，它又變成了固體(ti) 。”

因此使用這種凝膠作為(wei) 3D打印的基質材料可以解決(jue) 生物打印中與(yu) 固體(ti) 和液體(ti) 當量相關(guan) 的問題。更為(wei) 固體(ti) 的基質材料很容易被3D打印機的運動部件損壞，而一個(ge) 偏液態的基材又無法支持精細的結構。通過使用顆粒狀凝膠，研究人員能夠製造出遠比以前更為(wei) 複雜的結構，因為(wei) 這種凝膠在它正在3D打印的時候可以支持不完全的結構。現在，研究人員可以通過3D打印機噴頭在凝膠內(nei) 部注入不同的材料來繪製結構。這些材料包括從(cong) 矽氧烷聚合物到活細胞在內(nei) 的任何對象。然後，一旦3D打印完畢，這些凝膠可以輕輕洗去，留下3D打印對象不變。

“不管從(cong) 噴嘴裏出來的是什麽(me) ，它都會(hui) 被困在我們(men) 安放它的空間裏。”Angelini解釋說，“所以在這種凝膠中的3D打印已經不再是我們(men) 印象中的堆積出能夠支撐自身的固體(ti) 對象的那種過程；而是借助凝膠來將噴嘴裏擠出的物質固定在指定的位置。”

Angelini繼續解釋說，這種植入式3D打印的概念——即在某種液體(ti) 或固體(ti) 物質內(nei) 部進行3D打印的——非常值得研究人員進一步完善。 “它改變了你印象中的3D打印方式，”他說。“你不用再考慮將某種材料融化然後堆積出某種結構，您隻需要將材料從(cong) 針/噴嘴中擠出，由（基質材料）組成的空間就會(hui) 將它留在指定的位置，您可以用它打印出任何結構。”

在過去一年中，該團隊使用這種機器3D打印出了使用7種不同類型活細胞構成的複雜結構，其中包括來自一位病人的原代細胞。Angelini和他的同事們(men) 甚至打印出了一個(ge) 矽膠水母和完全使用人體(ti) 主動脈細胞打印的靜脈懸浮網絡。更加令人印象深刻的是，他們(men) 的3D打印機可以以大約一微米，或者人的頭發絲(si) 1%寬度的分辨率進行打印。