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日前，上海交通大学王晓林团队，构建了层级血管化器官芯片模型，并且基于这一模型，进一步研究了磁控微纳机器人的多级递送策略，为今后体内靶向药物的精准高效递送提供了新的研究方案，相关成果发表在微流控权威期刊上。听上去有点复杂，其实就是说，科研团队用微纳3D打印技术，打印、制备了模拟人体器官结构的芯片。

总台记者窦筠韵：在我手上所拿的就是器官芯片，那什么是器官芯片呢？其实它就是模拟了人体不同的器官的结构和功能的芯片。

上海交通大学电子信息与电气工程学院副研究员王晓林：这个是我们想用于构建三维血管网络，这个是我们想用于构建皮肤芯片，还有一些可以构建肠道芯片等等。（这个）中间是一个组织腔室，两侧是流体通道。实际上，在两者的中间它是有非常小的微纳结构。因为我们主要还是以人体的细胞为实验对象，把所需要的混有细胞的凝胶，灌注到芯片里面进行培养。

灌注了混有人体细胞外基质的器官芯片，在经过四五天的时间以后，会生长成人体三维毛细血管网络，科研团队随后注入具有磁引导功能的微纳机器人，在显微镜下就可以清楚地看到它们的运行轨迹。

上海交通大学电子信息与电气工程学院副研究员王晓林：通过外界的磁场进行操纵，我们可以实现微纳机器人在这个血管里面的导航。比如说从一个点，我们可以把它运送到另外一个目标点。（实验）目标是今后用于精准的靶向药物递送的应用。我们可以利用这种体外构建的模型来帮助我们筛药。进一步降低药物研发的成本，同时提高药物研发的效率。另外主要还是在医疗方面的应用。比如说，我们可以通过在体外构建肿瘤芯片，实际上它就是病人的替身，比如说有一种药物，我们可以加到模型上面，看看它是有效或无效的，反过来的话会辅助临床的用药指导。

微纳3D打印制备器官芯片节本增效

以往，类似器官芯片的制备，需要光刻机对芯片模具进行微细加工，时间长、成本高。而我们刚才我们看到的器官芯片，它的模具加工采用了最新的微纳3D打印技术，自主研发的亚像素微扫描技术，使得打印精度和效率都处于全球领跑位置。接下来跟随记者一起走进科技部重点研发微纳增材制造实验室，去看一看。

普利生三维科技总经理侯锋：3D打印在国际上现在越来越朝向更加尖端、更加精细的方向发展。比如讲光刻机，现在在做7纳米、14纳米精度的集成电路，本质也是一种在机器上面的微细加工。普通的3D打印一直存在一个打印速度和打印精度上的悖论。我们用了亚像素微扫描，我们把这个光点缩小，缩小了以后再对这个像素内部进行扫描。这个时候我们发现，几乎不需要再增加时间的情况下，我们就可以成倍提高打印精度。我们现在的打印速度已经可以是双光子打印的上万倍，是普通的面阵曝光的3D打印的大概上百倍，这样的一个效率。

总台记者窦筠韵：现在在实验室里面我们就看到了用3D微纳打印技术所打印出来的一个类器官芯片（模具），那能不能给我们介绍一下我们采用这种最新技术打印出来的这个类器官芯片有什么特别之处？

微纳结构增材制造工艺与装备国家重点研发计划应用开发人员刘晓航：以前这个技术是用光刻去做的，光刻技术有一定问题就是加工效率比较低，我们这个3D打印，它实际上是一个立体光刻。我们保留了光刻的精度，然后在效率上是光刻的1万倍以上，实现（解决）了立体光刻这个卡脖子问题。

上海交通大学电子信息与电气工程学院副研究员王晓林：我们利用3D微纳打印技术制备了器官芯片，相比于以往的微纳加工技术，我们采用3D打印技术能够大大提高我们设计的灵活性，并且便于一步成型，同时能够大大降低制备的成本。

微纳尺度的打印显微镜下见真章

3D打印我们都听说过，可以打印假牙、骨骼、打印机器零部件、工艺品，甚至还能打印房子。那么，微纳3D打印有什么不同呢？所谓微纳，就是微米和纳米，是长度单位，一微米是多长？一微米等于千分之一毫米；而一纳米等于千分之一微米。可以想象，微纳3D打印，打印的是非常非常精细、微小尺度的东西。能有多微小？戳视频↓了解一下。

微纳结构增材制造工艺与装备国家重点研发计划应用开发人员刘晓航：这是我们一体打印直接成型的。你可以看到成型完之后这个龙它是可以动的。它是一个动态的，是直接打印出来的。这个精度非常高。你可以看到，这边就是它的龙头，这个脚都是可以看清，非常逼真。这边我们还做了一些文创，像鸟巢，红船，还有这个黄鹤楼的打印。

总台记者窦筠韵：来看一下我手中这样的一个盒子。看上去它虽然像一个空盒子，但其实它里面有一些很小的这种漂浮尘埃，那我们把它同样放到显微镜下面来看一下。可以看到什么东西呢？

总台记者窦筠韵：我们在显微镜下面可以看到之前用肉眼非常难以看到的这个尘埃，变成了这样的一个圆孔。那么这样的一个圆孔直径只有十几微米，那是一根头发丝都难以进入的，这个材料目前是能用于眼部手术。

这台就是3d微纳打印机。如果想要打印东西，只需要在旁边电脑上进行设计，随后点击操作就可以进行打印。我们看到现在工作人员在给我们设计了一个CCTV科技推动力的标识，我们开始进行现场的3D微纳打印。

微纳结构增材制造工艺与装备国家重点研发计划研发人员肖涵：我们调试一下参数。我们也可以摆两个，甚至4个，这样我们一次就可以打多个，整个幅面全都利用上，然后我们点击开始打印。现在就已经开始打印了，很安静。

微纳3D打印陶瓷构件应用于医疗等领域

现在，通过微纳3D打印出的陶瓷制品，构件内部看不见的微小流道，粗细甚至不到头发丝的十分之一，可以应用于医疗或工业领域一些特殊需求。

微纳结构增材制造工艺与装备国家重点研发计划应用开发人员刘晓航：我们这边还有一些用微纳3D打印机做的陶瓷的产品，它可以用在医疗或者工业方面，比如半导体天线、5G方面的应用。这个陶瓷构件上面有三根毛，我不知道您看得到吗？

微纳结构增材制造工艺与装备国家重点研发计划应用开发人员刘晓航：这是我们一个非常遥遥领先的技术，它上面三根毛其实是直径和头发丝一样粗的，但又不仅仅是一根头发丝，它中间还有一个非常小的一个流道，只有十微米的一个流道，它只有头发丝的1/10。

普利生三维科技总经理侯锋：我们现在可以用微纳3d打印去打印陶瓷零件，陶瓷零件打出来之后，陶瓷是一个生物相容性很好的东西，它几乎没有毒性，经过了1700度的烧结以后，它里边也没有细菌存在，所以很容易应用在医疗器械上面。而且陶瓷的高强度也为我们其它的一些应用，提供了条件，所以讲我们现在这个技术在不断发展，我们相信它会改变这个世界。

新技术加持科学研究探索更多可能

3D打印，正在向更加尖端、更加精细的方向发展。更精密的构件，应用于各种工业场景和医学领域，微纳3D打印，如今可以打印、制备模拟人体器官结构的芯片，用于药物等方面的研究。相信有新技术的加持，科学研究还可以探索更多可能，服务我们的健康生活。