生物3D打印機(jī)是一種前沿設(shè)備,通過(guò)逐層打印生物材料和活細(xì)胞,構(gòu)建復(fù)雜的三維生物結(jié)構(gòu),應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和生物研究領(lǐng)域。其工作原理基于增材制造技術(shù),以計(jì)算機(jī)三維模型為指導(dǎo),使用“生物墨水”進(jìn)行打印。主要技術(shù)類型包括擠出式、噴墨式、激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移(LIFT)和液體池光固化等。不同技術(shù)各有優(yōu)勢(shì),如擠出式適用于多種生物材料,噴墨式適合高精度打印。生物3D打印機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,包括組織工程、再生醫(yī)學(xué)、藥物篩選和疾病模型構(gòu)建等。它可以打印心臟、皮膚、骨修復(fù)支架等,為醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用提供了新的可能。粘結(jié)劑噴射3D打印機(jī)是一種通過(guò)噴射粘結(jié)劑將粉末材料逐層粘結(jié)成型的增材制造設(shè)備。寧夏3D打印機(jī)方案

食品3D打印機(jī)的植物基材料創(chuàng)新拓展應(yīng)用邊界。以色列Redefine Meat公司開(kāi)發(fā)的復(fù)合植物蛋白墨水,由豌豆蛋白、甜菜根汁和椰子油組成,通過(guò)3D打印模擬牛排的肌纖維結(jié)構(gòu)。該墨水的儲(chǔ)能模量(G')在25℃時(shí)達(dá)12000Pa,滿足打印形狀保真度要求,同時(shí)具有良好的熱凝膠性,烹飪后形成類似肉類的多汁質(zhì)地。感官評(píng)價(jià)顯示,該打印牛排的“肉質(zhì)感”評(píng)分達(dá)4.3/5分,在盲測(cè)中被58%的消費(fèi)者誤認(rèn)為真肉。目前,該產(chǎn)品已進(jìn)入歐洲500家餐廳,每公斤售價(jià)15歐元,約為傳統(tǒng)牛排的60%。寧夏3D打印機(jī)方案森工科技生物醫(yī)療3D打印機(jī)支持材料梯度打印,可模擬天然組織的力學(xué)與生物化學(xué)梯度。

藥物3D打印機(jī)的數(shù)字化生產(chǎn)模式重塑制藥供應(yīng)鏈。美國(guó)Aprecia公司的ZipDose技術(shù)采用粉末粘結(jié)打印,使左乙拉西坦片載藥量達(dá)1000mg,且遇水10秒內(nèi)快速崩解,解決了癲癇患者大劑量服藥困難問(wèn)題。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)“數(shù)字-本地生產(chǎn)”的分布式制造模式,在醫(yī)院藥房部署的小型打印機(jī)可根據(jù)實(shí)時(shí)打印藥品,庫(kù)存周轉(zhuǎn)率提升80%,過(guò)期藥品浪費(fèi)減少92%。美國(guó)部已將該系統(tǒng)納入“戰(zhàn)場(chǎng)藥房”計(jì)劃,可在偏遠(yuǎn)地區(qū)快速制備200余種常用藥物,應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間從72小時(shí)縮短至2小時(shí)。
電極3D打印機(jī)是一種利用增材制造技術(shù)制備電極的先進(jìn)設(shè)備,通過(guò)逐層打印的方式將電極材料按照預(yù)設(shè)的三維結(jié)構(gòu)成型,廣泛應(yīng)用于鋰離子電池、超級(jí)電容器、燃料電池等領(lǐng)域。其工作原理是將電極材料配制成適合打印的油墨,通過(guò)噴嘴或噴頭逐層沉積到基底上,形成所需的電極結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的打印技術(shù)包括直接墨水書(shū)寫(xiě)(DIW)、噴墨打印、熔融沉積成型(FDM)和立體光固化成型(SLA/DLP)等。在應(yīng)用領(lǐng)域,電極3D打印技術(shù)展現(xiàn)出巨大潛力。例如,在鋰離子電池領(lǐng)域,通過(guò)優(yōu)化電極的三維結(jié)構(gòu),可以顯著提高電池的能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。研究人員通過(guò)在打印油墨中引入導(dǎo)電添加劑,開(kāi)發(fā)出高性能的復(fù)合電極油墨。在超級(jí)電容器領(lǐng)域,3D打印技術(shù)可用于制造具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電極,提高其比表面積和電化學(xué)性能。此外,在電化學(xué)水分解領(lǐng)域,3D打印技術(shù)可用于制造自支撐電極,提升電極的穩(wěn)定性和催化性能。導(dǎo)電銀漿3D打印機(jī)是一種用于打印導(dǎo)電銀漿材料的 3D 打印設(shè)備,主要用于制造電路板、電子元件等。

3D打印機(jī)為骨科植入物帶來(lái)個(gè)性化解決方案。北京積水潭醫(yī)院采用3D打印多孔鉭金屬椎間融合器,孔隙率75%,孔徑500μm,與人體骨小梁結(jié)構(gòu)匹配度達(dá)90%。臨床數(shù)據(jù)顯示,該植入物術(shù)后3個(gè)月骨整合率達(dá)85%,較傳統(tǒng)鈦合金植入物提升30%,患者恢復(fù)時(shí)間縮短40%。材料方面,西安賽隆開(kāi)發(fā)的Ti6Al4V ELI鈦合金粉末,打印件疲勞強(qiáng)度達(dá)600MPa,通過(guò)ISO 13485認(rèn)證,已用于生產(chǎn)頸椎融合器,年植入量超5000例。更具突破性的是,四川大學(xué)研發(fā)的可降解磷酸鈣骨支架,3D打印后孔隙連通率達(dá)95%,在兔股骨缺損模型中3個(gè)月實(shí)現(xiàn)完全骨長(zhǎng)入,為臨時(shí)骨修復(fù)提供新選擇。直接書(shū)寫(xiě)3D打印機(jī)簡(jiǎn)稱DIW,通過(guò)將材料以液態(tài)或半固態(tài)漿料的形式擠出并逐層堆積,實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的構(gòu)建。天津3D打印機(jī)方案
復(fù)合材料3D打印機(jī)是指能夠?qū)煞N或多種不同材料通過(guò)特定工藝復(fù)合成型的增材制造設(shè)備。寧夏3D打印機(jī)方案
生物3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)肌肉-脂肪細(xì)胞共打印,推動(dòng)細(xì)胞培養(yǎng)肉產(chǎn)業(yè)化。江南大學(xué)陳堅(jiān)院士團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的雙生物墨水系統(tǒng),將豬肌肉干細(xì)胞(pMuSCs)與脂肪干細(xì)胞(pAMSCs)分別包裹于膠原蛋白-殼聚糖(COL-CS)和纖維蛋白原-海藻酸鈉(FIB-SA)水凝膠中,通過(guò)交錯(cuò)打印構(gòu)建五花肉結(jié)構(gòu)。共分化策略使pAMSCs脂滴生成面積比傳統(tǒng)方法提高155.5%,打印的培養(yǎng)備天然五花肉的紋理和營(yíng)養(yǎng)特征,蛋白質(zhì)含量達(dá)22%,脂肪分布均勻度達(dá)85%。該技術(shù)已通過(guò)中國(guó)農(nóng)科院安全性評(píng)估,預(yù)計(jì)2027年進(jìn)入商業(yè)化試生產(chǎn),生產(chǎn)成本控制在200元/公斤以內(nèi),為解決全球蛋白供應(yīng)危機(jī)提供新路徑。寧夏3D打印機(jī)方案