智能醫(yī)療新視角：基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化器械效能

在當(dāng)今的醫(yī)療保健和生命科學(xué)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)正成為推動(dòng)創(chuàng)新的關(guān)鍵力量。摩方精密的超高精度微納3D打印技術(shù)，在制造眾多醫(yī)療設(shè)備所需的精密零部件方面，展現(xiàn)出了其優(yōu)異的適用性。在生物醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印的革新力量不僅限于醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新，更擴(kuò)展到了大型醫(yī)療保健和制藥企業(yè)的研究視野。他們正積極探索如何將3D打印技術(shù)與新一代藥物研發(fā)相結(jié)合，特別是在生物藥物和個(gè)性化外科手術(shù)，如骨骼移植等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。此外，許多項(xiàng)目正在探索如何利用結(jié)構(gòu)使醫(yī)療設(shè)備提能增效。

去年，英國(guó)諾丁漢大學(xué)的增材制造中心選擇了摩方精密作為EPSRC資助的3D打印“Dial Up"項(xiàng)目的顧問(wèn)，這一項(xiàng)目旨在提升按需制造的性能。該項(xiàng)目中，一個(gè)來(lái)自多個(gè)學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)著手編寫一份關(guān)于 3D 打印在醫(yī)療技術(shù)和生命科學(xué)應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)。與此同時(shí)，該項(xiàng)目還和由 MRC 資助的后續(xù)項(xiàng)目“Acellular / Smart Materials – 3D Architecture: UKRMP2 hub."并行推進(jìn)。

最近，摩方精密歐美區(qū)總裁John Kawola被邀請(qǐng)加入另一個(gè)基于英國(guó)諾丁漢大學(xué)生物發(fā)現(xiàn)研究所的項(xiàng)目咨詢委員會(huì)，該研究所主要領(lǐng)域是新材料和醫(yī)療器械的研究與開(kāi)發(fā)，他們獲得了一項(xiàng) EPSRC的資助，可用于開(kāi)展一個(gè)專注于設(shè)計(jì)生物指導(dǎo)性材料以備醫(yī)療設(shè)備翻譯用途的項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目的名稱是“可翻譯醫(yī)療設(shè)備的生物指導(dǎo)材料設(shè)計(jì)"，它的核心目標(biāo)是解決植入式醫(yī)療設(shè)備在兼容性方面所面臨的重大挑戰(zhàn)。

Ricky Wildman教授、Felicity Rose教授與摩方精密歐美區(qū)總裁John Kawola

用3D打印解決問(wèn)題

盡管這些項(xiàng)目的目標(biāo)各有不同，但它們?cè)趯?shí)施上卻采用了相似的方法。

在Dial Up項(xiàng)目中，研究人員采取了一種精細(xì)的篩選策略，以探究如何自動(dòng)化地識(shí)別醫(yī)療產(chǎn)品的材料和制造工藝，從而迅速將概念轉(zhuǎn)化為實(shí)際的臨床應(yīng)用。這一策略的核心在于加速采納過(guò)程，并簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，以助力長(zhǎng)期慢性病患者者受益于創(chuàng)新產(chǎn)品（例如腸道疾病患）。本項(xiàng)目的主要目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種腸補(bǔ)片，這種補(bǔ)片能夠在腸道發(fā)炎的組織原位促進(jìn)再生。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員采用摩方精密的微納3D打印技術(shù)，制造了具有與細(xì)胞相關(guān)的特征且尺寸精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。

與此同時(shí)，研究人員正在探索如何使用摩方精密的微納3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)出能夠精確控制和引導(dǎo)細(xì)胞行為的精密結(jié)構(gòu)。他們的目標(biāo)是拓展能力，制造出能夠有效地引導(dǎo)干細(xì)胞發(fā)展成為骨骼或其他特定表型的微顆粒。在這一領(lǐng)域，研究人員正努力尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，即在保持細(xì)胞能夠積極響應(yīng)的特征尺寸的同時(shí)，又能保障這些細(xì)胞顆粒在大規(guī)?；a(chǎn)中保持商業(yè)上的可行性和生產(chǎn)效率。

設(shè)備排斥是醫(yī)療保健領(lǐng)域的一個(gè)重大問(wèn)題，但研究人員發(fā)現(xiàn)，物理表面形態(tài)（或結(jié)構(gòu)）以及材料是植入式醫(yī)療設(shè)備免疫接受的重要因素。在關(guān)注對(duì)抗異物反應(yīng)的設(shè)備項(xiàng)目中，研究團(tuán)隊(duì)正在利用摩方精密的微納3D打印技術(shù)來(lái)優(yōu)化研究結(jié)果，并生產(chǎn)出制造合適的設(shè)備，其中材料和結(jié)構(gòu)是通過(guò)半自動(dòng)化的體外測(cè)量進(jìn)行測(cè)試的。

在這些項(xiàng)目中，研究人員的目標(biāo)都是收集大量相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以被人工智能（特別是機(jī)器學(xué)習(xí)）利用，以構(gòu)建有效的性能模型并提供機(jī)制性洞察。利用摩方精密的超高精度打印的技術(shù)能力，再加上其高吞吐量的特點(diǎn)，使得微納3D打印技術(shù)很好地適應(yīng)了這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。研究人員的最終目的是開(kāi)發(fā)出全新的設(shè)備，或者找出制造現(xiàn)有設(shè)備的新方法，從而優(yōu)化和改善患者護(hù)理和恢復(fù)過(guò)程。

摩方精密的PµSL技術(shù)因其非凡的精確度和在制造過(guò)程中對(duì)生物材料的完整性維護(hù)而受到高度評(píng)價(jià)。這一突破性技術(shù)，將依托摩方精密與英國(guó)諾丁漢大學(xué)已有合作基礎(chǔ)，進(jìn)一步深化雙方伙伴關(guān)系，共同致力于推進(jìn)醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療保健領(lǐng)域的革新。

此次合作項(xiàng)目，不僅是雙方合作伙伴關(guān)系的一個(gè)里程碑，更是對(duì)醫(yī)療技術(shù)和設(shè)備性能優(yōu)化的一次重要探索。通過(guò)這種技術(shù)的應(yīng)用，有望在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)設(shè)備效果，從而為全球生物醫(yī)療領(lǐng)域做出積極的貢獻(xiàn)。