當下，傳統的打針方式除了讓人疼痛之外，還存在使用不方便、有感染風險、產生醫療垃圾等缺點。微針技術歷經迭代升級，從最初的金屬微針到后來的單晶硅微針，再到現在的聚乳酸微針，微針的制造技術已經得到了巨大發展。當下，人們可以使用小范圍立體光刻技術和雙光子技術去進行3D微觀打印。不過，雖然人們可以制造出來，但是構件的機械性能卻不盡人意。雖然人們可以通過增大尺寸來增大構件的機械性能，但是這與微針的制造目的相背。對此，南加州大學和亞利桑那州立大受自然界中的帽貝——一種水生蝸牛的啟發，對3D打印構件的機械結構進行改進。
綜上所述，仿帽貝牙結構為高強度微觀3D打印的實現提供了一種可能的方案。研究者們描述了一個磁場輔助3D打印的過程，可以開發來制造多層的增強復合材料結構的微針陣列。基于排列好的微針陣列協同效應，構件的抗壓縮性能和機械完整性均得到了提高。該研究證明了基于排列好的氧化鐵微填充劑可以在打印過程中通過施加磁場來組裝，這些微填充劑對于承受3d打印的微針陣列在皮膚插入過程中的壓力至關重要。微針陣列的力學性能可以通過改變排列好的氧化鐵束的密度和直徑來調節，而這些參數又由聚合物復合材料中的氧化鐵濃度和磁場強度控制。新開發的磁場輔助3D打印工藝為制備具有優異力學性能和高精度的微結構提供了新的途徑，也將有助于促進3D打印微針陣列在生物醫學和臨床的應用。
來源：南極熊3D打印網
供稿人：連芩 王帥偉 供稿單位：西安交通大學機械制造系統工程國家重點實驗室
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