導(dǎo)讀：DLP（數(shù)字光處理）3D打印技術(shù)以其高精度和材料優(yōu)勢，在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛。但該技術(shù)的挑戰(zhàn)在于樹脂需具備極低粘度，需通過溶劑稀釋至合適流動性。然而，使用溶劑會引發(fā)問題：打印件可能收縮高達30%，且溶劑蒸發(fā)會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，影響尺寸精度和穩(wěn)定性。

針對這一難題，杜克大學(xué)的研究團隊在《應(yīng)用化學(xué)國際版》上發(fā)表了一項新成果：他們開發(fā)出一種全新的無溶劑聚合物，不僅消除了收縮問題，還提升了部件的機械性能，同時保持了材料體內(nèi)降解性，使其具備在醫(yī)療領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。

“我的目標(biāo)是為DLP 3D打印開發(fā)出一種薄層、低粘度的材料，以滿足可降解醫(yī)療設(shè)備的需求，”杜克大學(xué)博士候選人Maddiy Segal說道。“經(jīng)過多次嘗試，我最終找到了合適的單體與合成方法，成功制備了一種無需溶劑即可用于DLP打印的新型聚合物。”

作為首批適用于DLP打印的無溶劑樹脂之一，Segal對用這種材料制作的測試樣品進行了深入評估，結(jié)果讓她倍感振奮。測試樣品完全沒有出現(xiàn)收縮或變形，同時在強度和耐用性上也遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)溶劑打印的部件。她表示，這項研究是首次通過消除溶劑成功提升DLP打印聚合物的機械性能的案例。

材料開發(fā)的“實驗烹飪”過程  

在新材料的開發(fā)過程中，Segal分析了Becker實驗室及其他研究團隊所開發(fā)的多種樹脂的結(jié)構(gòu)和性能，并采用經(jīng)驗主義方法不斷調(diào)整單體結(jié)構(gòu)和鏈長，以達到理想的低粘度效果。她將這一過程形容為一種類似于“烹飪”的實驗：“我們需要混合不同的成分，進行加熱，并對結(jié)果進行測試，不斷調(diào)整，直到達到理想效果?！痹谡麄€過程中，她大約嘗試了60種不同的組合，才最終找到適合DLP打印的最佳配方。

推動可降解醫(yī)療植入物的發(fā)展  

Segal表示，開發(fā)這種材料的另一個重要目標(biāo)是推動醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。“除了制造不收縮且強度更高的材料外，我還希望它能應(yīng)用于可降解醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)。去除有毒溶劑的使用，將使材料更具生物相容性，并減少潛在風(fēng)險。”她的終極目標(biāo)是利用這項技術(shù)制造出可自然降解的醫(yī)療植入物。

目前，許多用于臨時植入的醫(yī)療器材無法被人體自然分解，需要多次手術(shù)才能植入和取出。而Segal的研究希望改變這一現(xiàn)狀，開發(fā)出一種能夠通過人體自然代謝逐步降解的植入物。這種設(shè)備不僅能減輕患者的痛苦，還能減少手術(shù)次數(shù)。

這類新型材料不僅適用于植入式設(shè)備，還可以用作骨粘合劑，用于臨時固定骨折。此外，它在軟體機器人領(lǐng)域也有潛力，滿足對柔性、可降解材料的需求。

結(jié)語  

杜克大學(xué)的這項研究不僅在DLP 3D打印領(lǐng)域取得了突破，還為可降解醫(yī)療植入物的開發(fā)鋪平了道路。隨著這種無溶劑聚合物的推廣，未來的醫(yī)療器械制造或?qū)⒂瓉硪淮沃卮笞兏?。無需溶劑的3D打印材料不僅能提升設(shè)備性能，還將減少患者的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)更為安全、有效的治療方案。

導(dǎo)讀：DLP（數(shù)字光處理）3D打印技術(shù)以其高精度和材料優(yōu)勢，在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛。但該技術(shù)的挑戰(zhàn)在于樹脂需具備極低粘度，需通過溶劑稀釋至合適流動性。然而，使用溶劑會引發(fā)問題：打印件可能收縮高達30%，且溶劑蒸發(fā)會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，影響尺寸精度和穩(wěn)定性。

針對這一難題，杜克大學(xué)的研究團隊在《應(yīng)用化學(xué)國際版》上發(fā)表了一項新成果：他們開發(fā)出一種全新的無溶劑聚合物，不僅消除了收縮問題，還提升了部件的機械性能，同時保持了材料體內(nèi)降解性，使其具備在醫(yī)療領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。

“我的目標(biāo)是為DLP 3D打印開發(fā)出一種薄層、低粘度的材料，以滿足可降解醫(yī)療設(shè)備的需求，”杜克大學(xué)博士候選人Maddiy Segal說道。“經(jīng)過多次嘗試，我最終找到了合適的單體與合成方法，成功制備了一種無需溶劑即可用于DLP打印的新型聚合物。”

作為首批適用于DLP打印的無溶劑樹脂之一，Segal對用這種材料制作的測試樣品進行了深入評估，結(jié)果讓她倍感振奮。測試樣品完全沒有出現(xiàn)收縮或變形，同時在強度和耐用性上也遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)溶劑打印的部件。她表示，這項研究是首次通過消除溶劑成功提升DLP打印聚合物的機械性能的案例。

材料開發(fā)的“實驗烹飪”過程  

在新材料的開發(fā)過程中，Segal分析了Becker實驗室及其他研究團隊所開發(fā)的多種樹脂的結(jié)構(gòu)和性能，并采用經(jīng)驗主義方法不斷調(diào)整單體結(jié)構(gòu)和鏈長，以達到理想的低粘度效果。她將這一過程形容為一種類似于“烹飪”的實驗：“我們需要混合不同的成分，進行加熱，并對結(jié)果進行測試，不斷調(diào)整，直到達到理想效果?！痹谡麄€過程中，她大約嘗試了60種不同的組合，才最終找到適合DLP打印的最佳配方。

推動可降解醫(yī)療植入物的發(fā)展  

Segal表示，開發(fā)這種材料的另一個重要目標(biāo)是推動醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。“除了制造不收縮且強度更高的材料外，我還希望它能應(yīng)用于可降解醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)。去除有毒溶劑的使用，將使材料更具生物相容性，并減少潛在風(fēng)險。”她的終極目標(biāo)是利用這項技術(shù)制造出可自然降解的醫(yī)療植入物。

目前，許多用于臨時植入的醫(yī)療器材無法被人體自然分解，需要多次手術(shù)才能植入和取出。而Segal的研究希望改變這一現(xiàn)狀，開發(fā)出一種能夠通過人體自然代謝逐步降解的植入物。這種設(shè)備不僅能減輕患者的痛苦，還能減少手術(shù)次數(shù)。

這類新型材料不僅適用于植入式設(shè)備，還可以用作骨粘合劑，用于臨時固定骨折。此外，它在軟體機器人領(lǐng)域也有潛力，滿足對柔性、可降解材料的需求。

結(jié)語  

杜克大學(xué)的這項研究不僅在DLP 3D打印領(lǐng)域取得了突破，還為可降解醫(yī)療植入物的開發(fā)鋪平了道路。隨著這種無溶劑聚合物的推廣，未來的醫(yī)療器械制造或?qū)⒂瓉硪淮沃卮笞兏?。無需溶劑的3D打印材料不僅能提升設(shè)備性能，還將減少患者的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)更為安全、有效的治療方案。