发布日期：2025-03-31 浏览：139
据加州大学戴维斯分校（UC Davis）介绍，由机械与航空航天工程助理教授 Mohsen Habibi 开发的一种开创性的 3D 打印方法，有望在无需手术切口的情况下修复骨折。
在发表于《自然通讯》的一篇论文中，Habibi 详细介绍了全息直接声波打印（HDSP），该技术利用高声压声波投射全息图像，并在类似树脂的聚合物材料中远程打印出该图像的二维版本，从而形成固体结构。
HDSP 使用声学全息图像一次性投射并打印整个图像。Habibi 解释说，全息图像是一个物体的三维体积图像（想象一下：《星球大战：新希望》中莱娅公主出现请求帮助的场景）。虽然全息图像通常用光来创建，但 Habibi 使用声学源在特定环境中创建高压区域。
“通过 HDSP，我有一个全息图，在某个位置投射出一个圆形的全息图像，”他说。“这个位置位于我用材料填充的构建室内，它将固化我想要固化的图像。”
在这些实验中，机械臂支撑着打印平台。打印平台悬浮在换能器上方，而换能器则浸没在水中。构建室位于换能器和打印平台之间，内装有聚合物打印材料。
换能器发出高声压声波，引发构建室内的声化学反应，即空化现象，产生非常微小的气泡，从而形成固体材料。机械臂沿着复杂路径移动打印平台，同时将打印好的物体从构建室中垂直拉出，最终形成三维结构。
这项工作是在 Habibi 之前关于利用声波进行直接声波打印（DSP）的研究基础上进行的，DSP 通过将聚焦的超声波应用于聚合物，引发空化现象，从而形成三维打印结构。
据 Mohsen Habibi 介绍，与 DSP 相比，HDSP 是一个重大进步，当涉及到在人体内进行 3D 打印时，HDSP 是一项突破。HDSP 一次性连续打印二维图像（无需分层），这比 DSP 更节省时间，DSP 只能逐点逐层打印，就像传统的 3D 打印一样。
尽管目前只打印出了简单的形状，但该技术在人体内进行组织 3D 打印方面已经显示出巨大潜力。“骨骼、软骨以及类似的生物组织在几何形状上并不复杂，因此可以通过单个图像进行投射，”Habibi 说。“当人们在 2022 年阅读《自然通讯》上的论文时，他们提到直接声波打印是科幻小说。这比科幻更接近科学。”
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