微納3D打�。禾剿鞔竽X奧秘，描繪神經(jīng)科學的未來圖景

來源：摩方高精密

人類認知是一個復雜而神秘的領(lǐng)域，隨著神經(jīng)科學的深度開發(fā)和進步，對神經(jīng)系統(tǒng)功能和疾病機制的理解提供了重要的突破。3D打印技術(shù)作為全球科研機構(gòu)爭相發(fā)展的焦點技術(shù)之一，相較于傳統(tǒng)的制造加工手段，該技術(shù)能夠大幅縮短實驗周期，降低研發(fā)成本，快速實現(xiàn)復雜神經(jīng)結(jié)構(gòu)的建模與仿真，從而加速神經(jīng)科學領(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)康復等相關(guān)領(lǐng)域提供了理論基礎(chǔ)和目標靶點，也為探索個體化治療和精準醫(yī)學提供了更多可能。

在神經(jīng)科學領(lǐng)域，無數(shù)神經(jīng)科學家投身于研究神經(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，美國冷泉港實驗室的研究人員Leonardo Ramirez就以揭示大腦在行為調(diào)節(jié)、獎賞機制以及疼痛處理方面的復雜神經(jīng)機制為研究目標。為了深入探索這一方向，其研究團隊需采用精細的顯微外科技術(shù)，將光纖精確地植入實驗動物的特定腦區(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、重復性強，且耗時較長，這不僅使得手術(shù)時間大幅延長，同時也提高了麻醉暴露的風險，從而嚴重限制了每日能夠進行的手術(shù)數(shù)量，對科研效率產(chǎn)生了重大影響。

圖1. 光學驅(qū)動器設計草圖

在研究中，Leonardo團隊基于電測量領(lǐng)域四極驅(qū)動裝置的成功經(jīng)驗，創(chuàng)新性地提出了光學驅(qū)動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，研究團隊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)，成功實現(xiàn)了從概念設計到工業(yè)化制造的重大突破。

圖2. 光學驅(qū)動裝置的CAD設計

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

• 輕量化結(jié)構(gòu)設計：有效避免實驗動物額外承重負擔
• 高強度機械性能：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)，實現(xiàn)六組200 μm纖芯光纖在多重腦區(qū)的亞微米級精確定位。

圖3. 3D打印的光學驅(qū)動器

憑借摩方微納3D打印系統(tǒng)的突破性技術(shù)，研究團隊成功研制出結(jié)構(gòu)變形率極低、可靠性優(yōu)異的光學驅(qū)動設備，不僅顯著縮短植入手術(shù)和麻醉暴露時長，同時在不影響實驗動物健康的前提下，實現(xiàn)每日手術(shù)量的高效提升。

Leonardo在技術(shù)評估中表示："摩方團隊對我需求的深刻理解及快速響應令我印象深刻，而且3D打印制備的樣件在輕量化、堅固度及精密度方面均遠超預期，這為我們研究的持續(xù)推進提供了可靠的技術(shù)保障�！�

圖4. 光學驅(qū)動裝置位于大腦中

此次技術(shù)融合突破不僅為光學驅(qū)動裝置的研發(fā)帶來了創(chuàng)新思路，更為神經(jīng)科學精密醫(yī)療器械制造提供了全新解決方案，推動該技術(shù)體系在神經(jīng)科學、微創(chuàng)手術(shù)等領(lǐng)域的深度應用，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、周期長等瓶頸，更成為其科研標準化進程的重要支撐，未來，摩方也將持續(xù)致力于推動科研研發(fā)在效率優(yōu)化與臨床實踐層面的雙重突破，攜手“產(chǎn)學研醫(yī)”共拓先進制造技術(shù)與科研需求深度融合的廣闊應用前景。