微型機(jī)器人是一種尺寸在毫米至微米級的智能裝置，能夠進(jìn)入人體血管、腸道等狹窄環(huán)境，執(zhí)行靶向給藥、血栓清除、組織修復(fù)等高難度任務(wù)。這類機(jī)器人需兼具精密結(jié)構(gòu)、柔性材料、精準(zhǔn)操控等特性，而微納3D打印技術(shù)正在成為實(shí)現(xiàn)這些需求的重要支撐。

作為微納3D打印技術(shù)提供商，摩方精密憑借創(chuàng)新的面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)，將3D打印精度提升至2μm（相當(dāng)于人類頭發(fā)絲直徑的1/40）兼具高標(biāo)準(zhǔn)公差控制力，為微型機(jī)器人制造提供了的革命性的生產(chǎn)制造工具，助力全球科研團(tuán)隊(duì)突破醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域的“尺寸極限”，制造出輕量化、高強(qiáng)度、多功能集成的微型機(jī)器人，不僅讓微創(chuàng)手術(shù)的創(chuàng)口小至0.5毫米，更在神經(jīng)科學(xué)、藥物遞送、血栓治療、仿生結(jié)構(gòu)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域展現(xiàn)出非凡潛力。

01 血管內(nèi)的“清道夫”：摩方技術(shù)如何助力血栓精準(zhǔn)治療

血栓就像血管中的“路障”，可能引發(fā)心梗、中風(fēng)等致命風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)溶栓藥物效率低、易引發(fā)出血，而介入導(dǎo)管操作又面臨損傷血管的難題。科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在《ACS Nano》上發(fā)表的突破性成果給出了新答案：他們利用摩方精密高精度3D打印設(shè)備，制造出直徑僅2.15毫米的螺旋磁性機(jī)器人。這種比螞蟻還小的裝置，內(nèi)部精密設(shè)計(jì)了磁性材料嵌入空間，通過外部磁場驅(qū)動，可在血流中逆流而上，像“微型潛艇”般自主導(dǎo)航至血栓部位。

更令人驚嘆的是，機(jī)器人旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的流體剪切力能加速溶栓藥物擴(kuò)散，配合超聲實(shí)時(shí)定位技術(shù)，其溶栓效率比傳統(tǒng)方法提升4倍，且避免血栓碎片殘留，從而降低二次堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。這項(xiàng)技術(shù)未來或可為心梗、中風(fēng)等血管疾病提供非侵入式治療新方案，有望大幅降低治療難度、縮短治療時(shí)間，為中風(fēng)患者爭取黃金搶救時(shí)間，并加快術(shù)后恢復(fù)，讓更多患者受益。

圖：螺旋形機(jī)器人在動態(tài)、類血管環(huán)境中的自動化導(dǎo)航整體方案。

02 腸道里的“智能刺豚”：無痛注射慢性病治療

對糖尿病患者而言，日復(fù)一日的胰島素注射不僅是疼痛的煎熬，更存在感染風(fēng)險(xiǎn)。科學(xué)家團(tuán)隊(duì)受刺豚（porcupinefish）膨脹自衛(wèi)的啟發(fā)，在《Science Advances》發(fā)布了一款革命性微型機(jī)器人：通過摩方技術(shù)打印的可溶脹微針結(jié)構(gòu)，能在腸道內(nèi)吸收腸液溶脹至14毫米，借助腸道蠕動自然將載藥微針刺入腸壁進(jìn)行給藥。

這種由生物相容性材料PEGDA/PEG制成的微針，搭載胰島素后在小豬實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)23.6%的生物利用率，超過了典型生物制劑口服給藥1%的生物利用率。更巧妙的是，微針表面的倒鉤設(shè)計(jì)使其在完成注射后自動脫離機(jī)器人本體，如同“生物倒刺”般持續(xù)釋放藥物。這項(xiàng)技術(shù)未來或讓數(shù)億慢性病患者告別針頭，通過吞服“智能藥丸”完成無痛治療，為糖尿病等需要長期注射的慢性病患者提供無痛口服的多功能選擇方案。

圖：通過蠕動收縮實(shí)現(xiàn)微針穿透。

03 大腦中的“精密工程師”：解開神經(jīng)科學(xué)的密碼

在探索大腦奧秘的征程中，傳統(tǒng)制造技術(shù)的精度極限一度是長期困住科學(xué)家們的難題之一：如何將比發(fā)絲更細(xì)的光纖精準(zhǔn)植入活體動物腦區(qū)？傳統(tǒng)多光纖植入手術(shù)耗時(shí)長，操作過程繁瑣、重復(fù)性強(qiáng)，同時(shí)也提高了麻醉暴露的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重制約了每日能夠進(jìn)行的手術(shù)數(shù)量，如抑郁癥、成癮機(jī)制等神經(jīng)疾病的研究進(jìn)程也因此被拖累。

這一僵局被摩方精密的面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)打破?？蒲袌F(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的光學(xué)驅(qū)動植入支架，通過摩方的高精度3D打印設(shè)備實(shí)現(xiàn)了三項(xiàng)突破：

• 輕若蟬翼：有效避免實(shí)驗(yàn)動物因額外負(fù)重；高強(qiáng)度機(jī)械性能：確保手術(shù)操作過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；纖毫定位：內(nèi)置240微米通道系統(tǒng)，以亞微米精度同步引導(dǎo)6組光纖穿在多重腦區(qū)精確定位。

圖：3D打印的光學(xué)驅(qū)動器。

摩方微納3D打印系統(tǒng)的突破性技術(shù)制造的光學(xué)驅(qū)動設(shè)備，為神經(jīng)科學(xué)精密醫(yī)療器械制造提供了全新解決方案，其變形率極低、可靠性優(yōu)異，不僅顯著縮短植入手術(shù)和麻醉暴露時(shí)長，同時(shí)在不影響實(shí)驗(yàn)動物健康的前提下，實(shí)現(xiàn)每日手術(shù)量的高效提升。

04 手術(shù)室的“仿生特工”：軟體機(jī)器人突破操作極限

在心臟介入或神經(jīng)外科領(lǐng)域，傳統(tǒng)剛性器械難以在彎曲血管中靈活轉(zhuǎn)向。香港中文大學(xué)與中美團(tuán)隊(duì)合作的磁性軟體機(jī)器人提供了新思路：借助摩方nanoArch® S130的2微米精度，他們打印出節(jié)肢狀水凝膠機(jī)器人，磁性段與非磁性段交替排列，復(fù)現(xiàn)蠓蟲幼蟲的復(fù)雜運(yùn)動步態(tài)。這種如橡皮泥般柔軟的可變形機(jī)器人，能在磁場控制下穿越比自身直徑更窄的腔道，為精準(zhǔn)靶向給藥開辟新路徑。

圖：磁性軟體機(jī)器人平臺。

而在香港城市大學(xué)的手術(shù)機(jī)器人研究中，摩方技術(shù)更展現(xiàn)出“毫米級雕琢”能力——通過摩方精密高精度光固化3D打印機(jī)設(shè)備制造出外徑3毫米、壁厚僅300微米的鏤空骨架，薄壁上150微米的貫穿孔精準(zhǔn)排布驅(qū)動腱索，在線控和磁場的混合驅(qū)動模式下，機(jī)器人同時(shí)具備大轉(zhuǎn)向角和高精度操作能力，堪比血管內(nèi)的“機(jī)械章魚觸手”。這一技術(shù)將被應(yīng)用于狹長受限環(huán)境下的超精細(xì)外科手術(shù)中。

05 從實(shí)驗(yàn)室走向手術(shù)臺：摩方助力微型醫(yī)療勾勒未來圖景

隨著微納制造技術(shù)與全球科研的深度耦合，醫(yī)療機(jī)器人正朝著更微小、更智能的方向躍進(jìn)：未來百微米級機(jī)器人或可深入腦部微循環(huán)，實(shí)時(shí)監(jiān)測并修復(fù)病灶。磁性驅(qū)動機(jī)器人集群，實(shí)現(xiàn)大面積組織再生與靶向抗癌；集成生物傳感器與AI芯片，讓機(jī)器人自主判斷治療時(shí)機(jī)……

摩方技術(shù)以創(chuàng)新性的2微米工業(yè)級精度，豐富的材料兼容性，一體成型深孔、薄壁、中空等傳統(tǒng)工藝難以制造的復(fù)雜微型結(jié)構(gòu)，為科研機(jī)構(gòu)提供從制造打印到設(shè)備定制全鏈條服務(wù)，加速科研轉(zhuǎn)化周期，成為全球頂尖實(shí)驗(yàn)室的重要選擇。

從《Science》《Nature》的頂刊論文，到臨床醫(yī)療的落地轉(zhuǎn)化，摩方高精度3D打印技術(shù)正在不斷助推拓展醫(yī)療科技的邊界。當(dāng)機(jī)器人小到可以穿越人體最細(xì)微的血管時(shí)，人類對抗疾病的方式將告別大開大合，進(jìn)入“微創(chuàng)無痕”的新紀(jì)元。而摩方，正在通過創(chuàng)新，致力于成為打開微觀醫(yī)療世界的鑰匙。