微納3D打�。禾剿鞔竽X奧秘，描繪神經(jīng)科學(xué)的未來圖景

來源：摩方高精密

人類認(rèn)知是一個(gè)復(fù)雜而神秘的領(lǐng)域，隨著神經(jīng)科學(xué)的深度開發(fā)和進(jìn)步，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)功能和疾病機(jī)制的理解提供了重要的突破。3D打印技術(shù)作為全球科研機(jī)構(gòu)爭(zhēng)相發(fā)展的焦點(diǎn)技術(shù)之一，相較于傳統(tǒng)的制造加工手段，該技術(shù)能夠大幅縮短實(shí)驗(yàn)周期，降低研發(fā)成本，快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜神經(jīng)結(jié)構(gòu)的建模與仿真，從而加速神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的理論創(chuàng)新和技術(shù)突破。這不僅為人工智能、基因治療、神經(jīng)康復(fù)等相關(guān)領(lǐng)域提供了理論基礎(chǔ)和目標(biāo)靶點(diǎn)，也為探索個(gè)體化治療和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供了更多可能。

在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，無數(shù)神經(jīng)科學(xué)家投身于研究神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，為各種神經(jīng)疾病的診斷和治療提供了有效的解決方案。其中，美國(guó)冷泉港實(shí)驗(yàn)室的研究人員Leonardo Ramirez就以揭示大腦在行為調(diào)節(jié)、獎(jiǎng)賞機(jī)制以及疼痛處理方面的復(fù)雜神經(jīng)機(jī)制為研究目標(biāo)。為了深入探索這一方向，其研究團(tuán)隊(duì)需采用精細(xì)的顯微外科技術(shù)，將光纖精確地植入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的特定腦區(qū)。然而，傳統(tǒng)的多光纖植入技術(shù)遇到了重大挑戰(zhàn)——操作過程繁瑣、重復(fù)性強(qiáng)，且耗時(shí)較長(zhǎng)，這不僅使得手術(shù)時(shí)間大幅延長(zhǎng)，同時(shí)也提高了麻醉暴露的風(fēng)險(xiǎn)，從而嚴(yán)重限制了每日能夠進(jìn)行的手術(shù)數(shù)量，對(duì)科研效率產(chǎn)生了重大影響。

圖1. 光學(xué)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)草圖

在研究中，Leonardo團(tuán)隊(duì)基于電測(cè)量領(lǐng)域四極驅(qū)動(dòng)裝置的成功經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新性地提出了光學(xué)驅(qū)動(dòng)裝置這一新型植入支架系統(tǒng)概念。為突破傳統(tǒng)制造工藝的技術(shù)瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)與摩方精密開展深度技術(shù)合作，采用面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了從概念設(shè)計(jì)到工業(yè)化制造的重大突破。

圖2. 光學(xué)驅(qū)動(dòng)裝置的CAD設(shè)計(jì)

研究團(tuán)隊(duì)依托摩方微納3D打印系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成功攻克了精密醫(yī)療器械制造中的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題：

• 輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：有效避免實(shí)驗(yàn)動(dòng)物額外承重負(fù)擔(dān)
• 高強(qiáng)度機(jī)械性能：確保手術(shù)操作過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
• 精密光纖定位系統(tǒng)：內(nèi)置240 μm通道系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)六組200 μm纖芯光纖在多重腦區(qū)的亞微米級(jí)精確定位。

圖3. 3D打印的光學(xué)驅(qū)動(dòng)器

憑借摩方微納3D打印系統(tǒng)的突破性技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)成功研制出結(jié)構(gòu)變形率極低、可靠性優(yōu)異的光學(xué)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，不僅顯著縮短植入手術(shù)和麻醉暴露時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)在不影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康的前提下，實(shí)現(xiàn)每日手術(shù)量的高效提升。

Leonardo在技術(shù)評(píng)估中表示："摩方團(tuán)隊(duì)對(duì)我需求的深刻理解及快速響應(yīng)令我印象深刻，而且3D打印制備的樣件在輕量化、堅(jiān)固度及精密度方面均遠(yuǎn)超預(yù)期，這為我們研究的持續(xù)推進(jìn)提供了可靠的技術(shù)保障�！�

圖4. 光學(xué)驅(qū)動(dòng)裝置位于大腦中

此次技術(shù)融合突破不僅為光學(xué)驅(qū)動(dòng)裝置的研發(fā)帶來了創(chuàng)新思路，更為神經(jīng)科學(xué)精密醫(yī)療器械制造提供了全新解決方案，推動(dòng)該技術(shù)體系在神經(jīng)科學(xué)、微創(chuàng)手術(shù)等領(lǐng)域的深度應(yīng)用，助力全球高端醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

如今，在新興科研領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)程中，微納3D打印技術(shù)的引入不僅解決了傳統(tǒng)加工技術(shù)精度低、周期長(zhǎng)等瓶頸，更成為其科研標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的重要支撐，未來，摩方也將持續(xù)致力于推動(dòng)科研研發(fā)在效率優(yōu)化與臨床實(shí)踐層面的雙重突破，攜手“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)”共拓先進(jìn)制造技術(shù)與科研需求深度融合的廣闊應(yīng)用前景。