软如皮肤的3D打印纤维
《3D打印世界》讯/麻省理工学院的工程师们近日研发了新型灵活的可3D打印网状材料，支持肌肉和肌腱等较软的组织。这些材料可用于制造医疗装置，可穿戴支撑件和可植入装置。
“这项工作的创新之处在于其侧重于软组织所需的机械性能和几何特性。” 麻省理工学院博士后研究员Sebastian Pattinson如此说，该项研究由他领导并发表在Advanced Functional Materials上。“3D打印服装和装置都趋于大批量。我们在探索如何使3D打印的结构更加灵活和舒适，就像纺织品和织物一样。”
受胶原蛋白的启发，Pattinson和他的研究团队试图创造一种弹性、坚韧、柔韧的面料，用作个性化，可穿戴的人体支撑装置。胶原蛋白的结构可以弯曲，交织或模仿松散编织的缎带。科研人员通过使用热塑性聚氨酯（TPU），生产这种3D打印网状结构。
结果发现，设计网状物的波浪越高，它就越能够在变形更硬之前以低应变拉伸。研发团队以此为设计原则来定制网格的柔韧度，以模仿软组织。麻省理工学院机械工程副教授John Hart表示：“这种技术的优势在于它的简单性和多功能性。网格可以在基础的桌面3D打印机上进行，并且可以使机械设备精确地与软组织相匹配。”
在测试中，研发团队用一长条3D打印网状材料来支撑几位健康志愿者的脚踝。这是为志愿者定制的支撑装置，如果向内转，可支撑脚踝。然后，将脚踝放入脚踝坚硬度测量机器人中，机器人在12个不同方向上移动脚踝，测量所施加的力。
根据脚踝的坚硬度，网状物产生变化。研究小组推断，网状物在倒置过程中增加了踝关节的坚硬度，同时在向其他方向移动时又使其相对不受影响。这样，更坚固和更硬的纤维和线被整合到柔韧的网状物中，不锈钢纤维3D打印在弹性网的区域上。
“纺织品如此柔韧的原因之一是纤维能够轻松地彼此移动。我们还希望模仿3D打印部件的功能，“Pattinson补充道。预计这种组合可以防止肌肉在踝关节，膝关节和疝气网中过度拉伸。
未来有望使用这种3D打印网状材料制造各种与人体接触的装置。在诸如手术网、骨科、甚至心血管设备等例子中，你可以想象其所具有的潜在好处。
（本文为《3D打印世界》编译自3dprintingindustry.com，如需转载，请注明。）
《3D打印世界》——中国3D打印行业专业读物（点击可在线阅读）
搜索官方微信账号：“3D打印世界”，新鲜、有料、深度3D打印资讯，尽在3D打印世界！
