全新3D打印技术：效率飙升70倍，秒造人体器官！

如果3D打印机能在几秒钟内打造出柔软的活体组织，而无需像传统方式那样一层层缓慢构建，该有多好？近日，发表于《Light: Science & Applications》（光：科学与应用）的新研究显示，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员正朝着这一目标迈进，他们对一种极具前瞻性的制造技术进行了重大升级。这种新型全息3D打印平台能够以更快的速度、更大的规模和更高的精度制造精细的生物结构，其性能优于以往方法，效率比此前系统高出70倍。

这项技术被称为层析体积增材制造（TVAM），其工作原理更类似于反向的CT扫描，而非传统的3D打印机。传统3D打印机逐层堆叠材料，而该系统将光图案投射到装满感光树脂的旋转试管中。无论在何处，只要积累足够的光能，液体便会迅速凝固成完整的3D结构。在2025年发表的早期工作中，EPFL的科学家们通过使用全息图来控制光波的相位而非亮度，改进了这一工艺，使系统能够保留更多激光能量。如今，研究人员最新研发的平台首次实现了在体素3D打印机内部直接控制激光束的相位，带来了革命性突破。

在测试过程中，团队在几秒钟内即可制造出毫米级物体，几分钟内则可完成厘米级物体的打印。该相位控制系统还支持自愈光束，使打印机能够在散射光线的材料中——包括含有活细胞的材料——构建出更精确的结构。研究人员利用一颗150毫瓦的激光二极管，成功打印出了一只真人大小的人耳，这标志着生物打印植入体在重建医学领域取得了重要进展。在另一项实验中，团队打印了一个体积64立方毫米的结构，其中嵌入的活细胞在六天后仍保持活性，并形成了有序的细胞网络。为了提升表面光滑度，研究人员还将光源与一种降低散斑的新工艺搭配使用。

“我们的方法展现出的高效与精准，终于使在接近临床规模下生物打印类组织结构成为可能，”LAPD负责人克里斯托夫·莫塞尔表示。“尽管嵌入的细胞导致光散射增加，我们打印出的结构却比以往全息方法实现的结构大得多。”该研究首席作者、博士生玛丽亚·阿尔瓦雷斯-卡斯塔尼奥补充道：“我们的方法使体积打印更接近于真实尺寸的植入物，并采用低功率激光源实现了生物相容性制造。”未来，团队计划提高投影精度，并探索直接在现有物体上或周围进行打印的技术。
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