zoty中欧·(中国有限公司)官方网站这种被命名为生物死体打印的新技术,让蚊子这一恼人生物的特征转化为精密制造工具。
麦吉尔大学与德雷塞尔大学的联合研究团队将雌性蚊子的吸血口器改造成了超高精度3D打印喷头。这项技术可使打印材料实现极致精细的沉积,线微米,略小于白细胞尺寸,突破了当前3D打印的精度极限。
研究团队将这项技术命名为3D死体打印,直接使用失去生命的生物结构作为功能性制造工具。与传统喷头不同,蚊子口器经过演化已具备高效穿透与流体输送能力,其天然几何结构能有效减少堵塞和压力积聚,特别适合精准的材料沉积。
高分辨率3D打印和微点胶技术依赖超细喷头,这些通常由特种金属或玻璃制成,论文合著者、麦吉尔大学组织修复与再生专业副教授兼加拿大研究讲席教授李建宇指出,现有喷头不仅价格昂贵、制造困难,还会产生环境废弃物和健康隐患。
研究人员从安乐死的蚊子身上采集口器,这些蚊子来自德雷塞尔大学经伦理审查批准的实验室种群。在显微镜下,团队将每个口器取下并用树脂固定在标准塑料点胶头上,使其成为打印机的最终输出端口。
在可控条件下,研究团队测试了蚊子喷头的几何结构、强度和压力极限,随后将其集成到定制3D打印系统中。利用这套装置,他们成功打印出蜂窝图案、枫叶造型及微型生物支架等复杂结构,其中某些支架甚至能包裹癌细胞和红细胞而不造成损伤。
蚊子口器让我们能打印极其微小、精密的构造,这是传统工具难以实现或成本极高的,麦吉尔大学微观材料与制造专业助理教授兼加拿大研究讲席教授、论文合著者曹长宏表示,生物喷头具有可降解特性,这让我们能重新利用原本会被废弃的材料。
这项研究建立在早期蚊子仿生研究基础上。研究生贾斯汀·普马在先前对蚊子解剖结构的仿生应用探索中,为该项目奠定了基础。与德雷塞尔大学研究人员梅根·克雷顿和阿里·阿菲菲关于蚊子研究的讨论,则激发了将口器作为打印工具测试的灵感。
研究团队还测试了喷头的耐用性。只要压力保持在安全范围内,蚊子口器喷头可承受重复打印周期。通过将生物材料引入复杂工程部件的可行替代方案,这项工作为先进制造和微工程领域的可持续创新解决方案开辟了新路径,李建宇补充道。
