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智能醫(yī)療新視角:基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化器械效能

閱讀:557      發(fā)布時間:2024-3-20
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在當(dāng)今的醫(yī)療保健和生命科學(xué)領(lǐng)域,3D打印技術(shù)正成為推動創(chuàng)新的關(guān)鍵力量。摩方精密的超高精度微納3D打印技術(shù),在制造眾多醫(yī)療設(shè)備所需的精密零部件方面,展現(xiàn)出了其優(yōu)異的適用性。在生物醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印的革新力量不僅限于醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新,更擴(kuò)展到了大型醫(yī)療保健和制藥企業(yè)的研究視野。他們正積極探索如何將3D打印技術(shù)與新一代藥物研發(fā)相結(jié)合,特別是在生物藥物和個性化外科手術(shù),如骨骼移植等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。此外,許多項目正在探索如何利用結(jié)構(gòu)使醫(yī)療設(shè)備提能增效。


去年,英國諾丁漢大學(xué)的增材制造中心選擇了摩方精密作為EPSRC資助的3D打印“Dial Up"項目的顧問,這一項目旨在提升按需制造的性能。該項目中,一個來自多個學(xué)科的研究團(tuán)隊著手編寫一份關(guān)于 3D 打印在醫(yī)療技術(shù)和生命科學(xué)應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)化手冊。與此同時,該項目還和由 MRC 資助的后續(xù)項目“Acellular / Smart Materials – 3D Architecture: UKRMP2 hub."并行推進(jìn)。


最近,摩方精密歐美區(qū)總裁John Kawola被邀請加入另一個基于英國諾丁漢大學(xué)生物發(fā)現(xiàn)研究所的項目咨詢委員會,該研究所主要領(lǐng)域是新材料和醫(yī)療器械的研究與開發(fā),他們獲得了一項 EPSRC的資助,可用于開展一個專注于設(shè)計生物指導(dǎo)性材料以備醫(yī)療設(shè)備翻譯用途的項目。這個項目的名稱是“可翻譯醫(yī)療設(shè)備的生物指導(dǎo)材料設(shè)計",它的核心目標(biāo)是解決植入式醫(yī)療設(shè)備在兼容性方面所面臨的重大挑戰(zhàn)。




Ricky Wildman教授、Felicity Rose教授與摩方精密歐美區(qū)總裁John Kawola


用3D打印解決問題

盡管這些項目的目標(biāo)各有不同,但它們在實施上卻采用了相似的方法。


在Dial Up項目中,研究人員采取了一種精細(xì)的篩選策略,以探究如何自動化地識別醫(yī)療產(chǎn)品的材料和制造工藝,從而迅速將概念轉(zhuǎn)化為實際的臨床應(yīng)用。這一策略的核心在于加速采納過程,并簡化生產(chǎn)流程,以助力長期慢性病患者者受益于創(chuàng)新產(chǎn)品(例如腸道疾病患)。本項目的主要目標(biāo)是開發(fā)一種腸補片,這種補片能夠在腸道發(fā)炎的組織原位促進(jìn)再生。為實現(xiàn)這一目標(biāo),研究人員采用摩方精密的微納3D打印技術(shù),制造了具有與細(xì)胞相關(guān)的特征且尺寸精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。


與此同時,研究人員正在探索如何使用摩方精密的微納3D打印技術(shù)設(shè)計出能夠精確控制和引導(dǎo)細(xì)胞行為的精密結(jié)構(gòu)。他們的目標(biāo)是拓展能力,制造出能夠有效地引導(dǎo)干細(xì)胞發(fā)展成為骨骼或其他特定表型的微顆粒。在這一領(lǐng)域,研究人員正努力尋找一個平衡點,即在保持細(xì)胞能夠積極響應(yīng)的特征尺寸的同時,又能保障這些細(xì)胞顆粒在大規(guī)?;a(chǎn)中保持商業(yè)上的可行性和生產(chǎn)效率。


設(shè)備排斥是醫(yī)療保健領(lǐng)域的一個重大問題,但研究人員發(fā)現(xiàn),物理表面形態(tài)(或結(jié)構(gòu))以及材料是植入式醫(yī)療設(shè)備免疫接受的重要因素。在關(guān)注對抗異物反應(yīng)的設(shè)備項目中,研究團(tuán)隊正在利用摩方精密的微納3D打印技術(shù)來優(yōu)化研究結(jié)果,并生產(chǎn)出制造合適的設(shè)備,其中材料和結(jié)構(gòu)是通過半自動化的體外測量進(jìn)行測試的。


在這些項目中,研究人員的目標(biāo)都是收集大量相關(guān)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以被人工智能(特別是機(jī)器學(xué)習(xí))利用,以構(gòu)建有效的性能模型并提供機(jī)制性洞察。利用摩方精密的超高精度打印的技術(shù)能力,再加上其高吞吐量的特點,使得微納3D打印技術(shù)很好地適應(yīng)了這個應(yīng)用場景。研究人員的最終目的是開發(fā)出全新的設(shè)備,或者找出制造現(xiàn)有設(shè)備的新方法,從而優(yōu)化和改善患者護(hù)理和恢復(fù)過程。



英國諾丁漢大學(xué)的Biodiscovery Institute



摩方精密的PµSL技術(shù)因其非凡的精確度和在制造過程中對生物材料的完整性維護(hù)而受到高度評價。這一突破性技術(shù),將依托摩方精密與英國諾丁漢大學(xué)已有合作基礎(chǔ),進(jìn)一步深化雙方伙伴關(guān)系,共同致力于推進(jìn)醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療保健領(lǐng)域的革新。


此次合作項目,不僅是雙方合作伙伴關(guān)系的一個里程碑,更是對醫(yī)療技術(shù)和設(shè)備性能優(yōu)化的一次重要探索。通過這種技術(shù)的應(yīng)用,有望在多個行業(yè)領(lǐng)域中,實現(xiàn)設(shè)備效果,從而為全球生物醫(yī)療領(lǐng)域做出積極的貢獻(xiàn)。


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