陳根：4D打印，成為研發(fā)新藥高效工具

原標(biāo)題：陳根：4D打印，成為研發(fā)新藥高效工具

文/陳根

眾所周知，應(yīng)用3D打印技術(shù)，可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)制作完成所需的功能模型，致使整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作的過(guò)程變得非常迅速而便捷。借助于3D打印，人們可以打印出所想要的物品，不論是器官、食物，甚至是武器，只要能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)的出來(lái)，3D打印機(jī)就能夠打印出來(lái)。

而當(dāng)人們還在熟悉3D打印技術(shù)帶來(lái)的變革時(shí)，現(xiàn)在，4D打印技術(shù)又在讓快速建模產(chǎn)生了根本性的轉(zhuǎn)變。相較于3D打印技術(shù)的預(yù)先建模、掃描，然后使用物料成形，4D打印技術(shù)則直接將設(shè)計(jì)內(nèi)置到物料當(dāng)中，簡(jiǎn)化了從“設(shè)計(jì)理念”到“實(shí)物”的造物過(guò)程，讓物體如金剛般“自動(dòng)”創(chuàng)造。

就如所有物體都因?yàn)闀r(shí)間預(yù)測(cè)（數(shù)據(jù)為往年僅供參考）而存在一樣，物體形狀的改變也需要時(shí)間預(yù)測(cè)（數(shù)據(jù)為往年僅供參考）。在時(shí)間預(yù)測(cè)（數(shù)據(jù)為往年僅供參考）的維度下，利用特別材料加工的物體，在一些外界激活因素的作用下，其形狀能夠自行發(fā)生改變。與3D打印的預(yù)先建模然后使用材料打印不一樣，4D打印的邏輯是，先用3D打印機(jī)打印出一種剛性的智能材料，然后將這種材料與上述外界激活因素結(jié)合，從而按照預(yù)先設(shè)定的路徑完成物體形態(tài)的改變。

傳統(tǒng)而言，造物過(guò)程一般都是，先模擬后制造，或者一邊建物一邊調(diào)整模擬效果。而通過(guò)硬件和軟件的緊密結(jié)合，4D打印技術(shù)則***了傳統(tǒng)的造物方式。3D打印不僅讓造物變得簡(jiǎn)單、快捷、***，而且還十倍百倍地壓縮了造物成本。4D打印技術(shù)則是對(duì)3D打印造物方式的再次升級(jí)，化傳統(tǒng)造物工藝于無(wú)形。

現(xiàn)在，博士畢業(yè)于羅格斯大學(xué)機(jī)械工程系的***科學(xué)家楊辰通過(guò) 4D 打印的一個(gè)名為 Transformable Tube Array（TTA）的工具，實(shí)現(xiàn)了從三維細(xì)胞培養(yǎng)、到細(xì)胞組織切片檢測(cè)的批量處理。從而達(dá)到加速與三維細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)的藥物篩選、新藥開(kāi)發(fā)、疾病模型、以及個(gè)性化藥物等方面的研究周期。

其中，三維細(xì)胞培養(yǎng)是將提取出的細(xì)胞在體外培養(yǎng)研究的一種方式，后能更好地還原出細(xì)胞在生物體內(nèi)的狀態(tài)，目前，三維細(xì)胞的批量培養(yǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但培養(yǎng)的三維細(xì)胞，一般需要人工逐個(gè)完成，而且轉(zhuǎn)移細(xì)胞組織時(shí)，需要很精細(xì)的操作。轉(zhuǎn)移后的后續(xù)步驟里，包埋、切片等也同樣需要一個(gè)個(gè)進(jìn)行。

基于此，研究人員設(shè)想利用 4D 打印可變形的 96 孔板嵌套器件，并將其命名為 TTA。在后續(xù)轉(zhuǎn)移和切片時(shí)，讓TTA 帶著所有三維細(xì)胞樣品一起進(jìn)行，從而達(dá)到批量處理的效果。

能夠批量處理的TTA 能夠加速與三維細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)的藥物篩選、新藥開(kāi)發(fā)、疾病模型、以及個(gè)性化藥物等方面的研究周期。而研究周期的加快，對(duì)于各種疾病的攻克、以及面對(duì)大流行病時(shí)的快速應(yīng)對(duì)都有積極意義。返回搜狐，查看更多

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