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日前，一支科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種名為深穿透聲學(xué)體積印刷（DAVP，deep-penetrating acoustic volumetric printing）的新技術(shù)。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)3D打印方法在處理不透明材料時(shí)的限制，使其能夠在這些材料中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的3D結(jié)構(gòu)打印，在聲學(xué)和材料科學(xué)方面開辟了新的研究路徑。此外，本次成果也促進(jìn)了人們對(duì)于聲學(xué)墨水和超聲波打印技術(shù)的深入理解。

與此同時(shí)，研究人員通過(guò)使用聚焦超聲波（FUS，focused ultrasound）來(lái)進(jìn)行3D打印，在穿透不透明介質(zhì)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。這被審稿人認(rèn)為是“光學(xué)3D打印方法的重大突破”。

此外，審稿人也十分贊賞聲學(xué)墨水的材料組合，這一組合通過(guò)對(duì)超聲波加熱的反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)粘度和聲學(xué)吸收，可以有效減少流動(dòng)并增加加熱效率。

但是，這項(xiàng)成果并不意味著基于聲學(xué)的3D打印技術(shù)會(huì)完全取代傳統(tǒng)光聚合3D打印，而是提供了一種新的選擇。

本次技術(shù)可以在傳統(tǒng)方法難以作用的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)打印，特別是在不透明的光學(xué)材料中比如生物組織之中進(jìn)行打印。其所具備的材料靈活性、以及深度穿透能力，使它在特定應(yīng)用領(lǐng)域之中具有巨大潛力。

預(yù)計(jì)DAVP技術(shù)可以帶來(lái)多種潛在應(yīng)用前景：首先，在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)可被用于創(chuàng)建組織工程所需的支架，助力損傷組織的修復(fù)和再生。其次，它還能用于開發(fā)精確投送藥物的微型裝置，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)特定疾病的靶向治療。再次，DAVP 技術(shù)也可用于制造微型醫(yī)療工具和設(shè)備。

總體來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)將大幅提升醫(yī)療手段的精準(zhǔn)度和效率，為患者帶來(lái)更好的治療體驗(yàn)和治療結(jié)果。

日前，相關(guān)論文以《自增強(qiáng)聲波墨水可實(shí)現(xiàn)深度穿透聲波體積打印》（Self-enhancing sono-inks enable deep-penetration acoustic volumetric printing）為題發(fā)在Science期刊。

Xiao Kuang、Qiangzhou Rong、Saud Belal是共同一作，美國(guó)杜克大學(xué)姚俊杰教授和美國(guó)哈佛大學(xué)Yu Shrike Zhang教授擔(dān)任共同通訊作者。

從左到右：姚俊杰、Yu Shrike Zhang

目前，研究人員所能實(shí)現(xiàn)的最小打印尺度大約是數(shù)百微米，這是通過(guò)優(yōu)化聲波的聚焦和控制、以及改進(jìn)墨水配方實(shí)現(xiàn)的。后續(xù)，他們將進(jìn)一步縮小這一尺度，比如采用更高頻率的超聲波，以提高打印的精細(xì)度和適用性。

雖然現(xiàn)階段 DAVP 在納米尺度上的適用性有限，但未來(lái)他們計(jì)劃通過(guò)改進(jìn)技術(shù)和材料來(lái)擴(kuò)展其精確度和適用范圍。

同時(shí)，他們將重點(diǎn)提升打印精度、墨水的響應(yīng)速度和生物兼容性，也將探索更多種類的材料，以進(jìn)一步擴(kuò)展技術(shù)的應(yīng)用范圍，尤其是拓展其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的潛力。另外，他們還希望與臨床醫(yī)學(xué)界合作，以便將這項(xiàng)技術(shù)用于醫(yī)療程序和治療之中。

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