自然启示：微纳3D打印仿生微针助力精准医疗“提速”

    在精准医疗时代，如何安全有效地穿透人体第一道防线——皮肤屏障，成为药物递送和生物传感的核心挑战。传统注射器带来的疼痛与感染风险，以及口服药物的生物利用度瓶颈，科研人员从大自然中汲取灵感，从而催生出了仿生微针技术。

     然而制造这些仿生精密结构曾让科研人员举步维艰。传统微加工技术难以兼顾复杂几何形状与微米级精度，材料选择也极为受限。当全球科研团队在微针制造的道路上摸索前行时，摩方精密微纳3D打印技术以2μm的工业级超高精度，为这场医疗革命提供了关键支撑。

无痛高效医疗的破局者：仿生微针的创新应用
     从细菌感染性口炎治疗，到肌肉萎缩的神经再生，再到慢性伤口的智能管理，微针技术凭借其微创无痛、高效递送的特性，让我们一起来看看微纳3D打印仿生微针如何重新定义精准医疗的边界。

仿生海参微针神经导管
兰州大学口腔医学院范增杰教授团队设计开发了一种具有海参仿生特性的微针神经导管（MNGCs），用于周围神经损伤及其导致的肌肉萎缩的协同高效治疗。该MNGCs是由摩方精密 microArch® S230 （精度：2μm）高精度3D打印设备加工模具后经PDMS翻模制备而成。

具有海参仿生特性的PZG-MNGCs能高效产生并传导压电电刺激（ES），在确保稳定桥接缺损神经和可以向肌肉传递ES的前提下，通过内侧的微通道共同促进SCs迁移以促进神经再生，同时将ES通过MNs传递至周围肌肉，最终在协同缓解肌肉萎缩和促进神经再生中取得了相当接近自体移植治疗这一“金标准”的治疗效果。

仿生珊瑚中空微针
四川大学华西口腔医院万乾炳教授团队从尖角珊瑚的形态结构和生理特点中获得启发，依靠高精度生物3D打印技术开发了一种负载智能水凝胶的中空多孔微针贴片，用于慢性伤口内潜行感染的快速指示、智能给药、微创治疗。

研究团队选择了生物相容性良好、机械强度较高、遇水不溶胀的聚己内酯类材料作为基材，通过甲基丙烯酰化改性使其满足光固化3D打印的制造需求。通过摩方精密nanoArch® S130(精度：2μm）3D打印系统，将中空的微针阵列及其内部内贯通孔道直接打印成型，每一根微针都具有完全标化的外型尺寸和内部空间，且微针表面都具有形状规则的方孔开窗以及用于放大毛细作用的凹槽导流道。

DOI：10.1002/adfm.202314071

仿生果蝇微针贴片
兰州大学口腔医学院范增杰教授团队设计开发了一种具有果蝇仿生特性的水凝胶仿生微针贴片，用于细菌感染性口炎的高效治疗。该微针贴片制备所使用的模板是由摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）技术（microArch® S230，精度：2μm）加工而成的。
仿生微针贴片针对细菌感染性口炎的独特微环境量身定制，以“湿环境稳定黏附+NO智能可控释放+细菌高效抑制+机械收缩促进愈合”这些优越性能，促进细菌感染性口炎的高效愈合。

DOI：10.1002/advs.202500432

精度破局：微纳3D打印打破制造瓶颈
传统微针制造面临三重困境：尖端精度不足影响穿透效率；复杂内部结构无法实现；材料兼容性和可选性有限。这些瓶颈使得注塑、蚀刻及激光微加工等常规工艺在精度与复杂性之间难以兼顾，最终成为科研产业化的关键障碍。

摩方精密的面投影微立体光刻（PμSL）技术以2μm的工业级精度（相当于人类头发丝直径的1/40），彻底改变了这一局面。这项创新技术能够实现传统工艺难以企及的复杂结构：如多通道微针，可实现直径10μm的贯穿孔道实现多药物协同递送。如今，摩方设备已成为全球顶尖实验室的首选，从Science、Nature等多篇顶刊论文，到临床医疗终端的落地转化，处处可见其身影。

尽管微纳3D打印在研发阶段表现优异，微针技术要实现规模化落地仍需突破多重壁垒：生产成本控制、工艺一致性保障、材料生物相容性优化等。摩方精密正积极推动科研产业化进程，全新升级的超高精度3D打印系统microArch® S230A（精度：2μm）和最新技术复合精度3D打印系统microArch® D0210（精度：2&10μm），均搭配自动水平调节系统，集成平台自动调平、绷膜动态校准与滚刀智能调节功能，工艺参数设置、液面平衡及流平时间控制等关键工序自动化，大幅度提升了复杂微针结构以及微针模具的生产效率，目前已在多个生物医疗客户中实现小批量量产。

为适配不同微针材料要求，摩方精密已开发多元光敏材料体系：
高性能树脂体系：高韧性树脂（ST1400）、耐高温树脂（HT200）、耐候性树脂（RG）、可溶性牺牲树脂（SR），强韧性树脂（Tough），透明树脂（Clear）等，其中牺牲树脂可高效制备微针模板，结合PDMS翻模工艺实现高精度微针结构复制，已应用于北大倒钩微针、中科大双药微针等科研项目。

高精度陶瓷浆料：包括氧化铝、氧化锆等新型陶瓷浆料，并突破传统陶瓷打印精度极限，成功实现10μm孔径和17μm杆径的精密结构加工，攻克微通道结构精密成型、梯度孔隙可控构建、微孔加工等长期制约行业发展的技术瓶颈。

高精度水凝胶：与素灵科技合作开发高精度甲基丙烯酰化明胶-GelMA，通过nanoArch® S140 BIO生物3D打印系统，支持12μm线条打印，可在双层螺旋微针中实现真皮间质液高效提取。

依托摩方材料库与全流程标准化服务（建模设计→打印→后处理），形成从研发到量产的闭环支持，加速微针技术在药物递送、组织工程等领域的研发进程和产业化落地。

摩方精密将继续深化“产学研”资源整合，通过微纳3D打印技术赋能创新科技研发与孵化，推动研究成果的应用转化与产业化落地，为我国高质量发展贡献力量。