在醫(yī)療技術(shù)飛速發(fā)展的今天，患者對治療體驗(yàn)與安全性的需求不斷提升，推動(dòng)著給藥方式的持續(xù)革新。無針注射技術(shù)作為一種有望告別傳統(tǒng)穿刺疼痛、降低交叉感染風(fēng)險(xiǎn)的創(chuàng)新路徑，正日益成為全球科研與臨床關(guān)注的前沿方向。在此背景下，墨西哥國立天體物理學(xué)、光學(xué)和電子學(xué)研究所（INAOE）的科研團(tuán)隊(duì)近日宣布取得重要進(jìn)展——其成功開發(fā)的無針注射器，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)每秒200米的微射流速度，顯著超越了穿透人體皮膚所需約每秒150米的力學(xué)閾值。這一關(guān)鍵性能的突破，并非僅源于流體設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化，其背后更深層次的支撐，源于微納3D打印技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的精密制造能力。
技術(shù)突破，微納制造助力無針注射創(chuàng)新
無針注射技術(shù)的核心，在于將藥物承載于極細(xì)的液流，并以極高速度射穿皮膚表層，實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)給藥。INAOE研究團(tuán)隊(duì)在推進(jìn)該技術(shù)時(shí)，遭遇了一個(gè)關(guān)鍵制造難題：如何制備出直徑僅500微米的圓柱形噴嘴，并確保其內(nèi)壁擁有極高的光潔度。研究表明，即便內(nèi)壁僅存在微米級(jí)的粗糙起伏，也會(huì)顯著擾亂射流的穩(wěn)定性、限制其加速能力，最終導(dǎo)致無法有效穿透皮膚。
在項(xiàng)目初期，團(tuán)隊(duì)使用自有3D打印設(shè)備制作的噴嘴，由于內(nèi)部存在微觀不平整，會(huì)引發(fā)湍流和能量耗散，致使射流速度只能達(dá)到約30米/秒，遠(yuǎn)未達(dá)到穿透皮膚所需的150米/秒閾值。在微納尺度下，傳統(tǒng)模具加工、機(jī)械切削等工藝不僅難以實(shí)現(xiàn)此類精度，且成本高昂，成為技術(shù)推進(jìn)的突出瓶頸。
為突破此限制，團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而選擇借助摩方精密的面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)。這一關(guān)鍵選擇帶來了根本性的性能躍升：基于摩方技術(shù)微納3D打印的噴嘴內(nèi)部通道幾何形狀均勻一致，內(nèi)壁異常光滑。由此，射流速度實(shí)現(xiàn)了從約30米/秒到200米/秒的飛躍，提升幅度近七倍，不僅突破了臨床所需的閾值，更遠(yuǎn)超團(tuán)隊(duì)最初預(yù)期。
左為INAOE之前制造的出口裝置，右為摩方精密3D打印的出口裝置。
精度與場景化，微納制造的核心理念
INAOE無針注射器的成功案例，正是摩方精密踐行“技術(shù)+場景”雙輪驅(qū)動(dòng)的體現(xiàn)。從精密醫(yī)療、精密電子到航空航天，摩方精密高精密3D打印技術(shù)已被全球40個(gè)國家近3000家頂尖科研機(jī)構(gòu)、先進(jìn)制造企業(yè)所采納，不斷打破技術(shù)研發(fā)與實(shí)際應(yīng)用場景之間的壁壘，持續(xù)賦能各行業(yè)向高精度、高性能方向持續(xù)發(fā)展。
以精密醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槔?，摩方精密近年在青光眼診療、齒科修復(fù)、生物芯片等方向獲得多項(xiàng)突破。與北京同仁醫(yī)院合作開發(fā)的眼內(nèi)支架，將原本需要45分鐘的手術(shù)縮短至僅3到5分鐘，顯著降低了手術(shù)的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn) 。與北大口腔醫(yī)院合作推出的極薄氧化鋯陶瓷牙齒貼片，厚度可低至80微米，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無創(chuàng)修復(fù)。利用摩方精密微納3D打印技術(shù)制造的器官芯片，能夠精確模擬器官生理微環(huán)境，為藥物篩選和測試節(jié)省大量時(shí)間。
未來，隨著材料科學(xué)、生物醫(yī)療、微電子等學(xué)科的交叉融合，微納3D打印技術(shù)有望在更多前沿領(lǐng)域釋放潛力。從量子器件到腦機(jī)接口，從微機(jī)器人到智能軟體機(jī)器人，摩方精密將持續(xù)通過高精度、高設(shè)計(jì)自由度的制造解決方案，與全球產(chǎn)學(xué)研各界合作伙伴共同推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
