加速精準醫(yī)療產業(yè)落地，摩方微納3D打印破解類器官芯片高通量難題

人類在破解生命密碼的道路上不斷突破，盡管人體本身擁有數(shù)十萬億細胞，但體外培養(yǎng)體系猶如微型生物工廠和藥物質檢平臺，既能通過健康細胞移植修復人體損傷，又能模擬體內環(huán)境進行藥物安全評估，其突破性價值更體現(xiàn)在推動生命科學研究和精準醫(yī)療發(fā)展。

類器官和器官芯片作為模擬構建復雜微型組織模型的關鍵技術，在病理研究、藥物篩選、新藥研發(fā)等方面發(fā)揮重要作用。摩方精密高精度微納3D打印技術，正通過構建高通量、高精度、高性能生物芯片的制造能力，為疾病治療、組織工程及新藥開發(fā)等前沿領域提供創(chuàng)新動力。

全球政策激發(fā)下的千億級產業(yè)新藍圖
在新藥研發(fā)周期延長、精準醫(yī)療需求激增的背景下，類器官與器官芯片技術憑借其高仿真性和高效預測能力，正成為突破行業(yè)困境的關鍵引擎。據《2024-2030年類器官和器官芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢》報告分析發(fā)現(xiàn)，全球市場規(guī)模預計從2018年的12億美元躍升至2030年的156億美元，年復合增長率高達24%。此外，老齡化社會的加劇和慢性病發(fā)病率的上升，進一步推動了個性化醫(yī)療和精準醫(yī)療的發(fā)展，器官芯片技術在疾病模型構建和個性化治療方案設計中的應用潛力巨大。

政策環(huán)境方面，2021年，中國 “十四五” 重點研發(fā)專項便將 “類器官芯片關鍵技術” 列為核心攻關方向。今年4月，美國FDA新規(guī)計劃逐步取消傳統(tǒng)動物實驗，轉而采用實驗室培養(yǎng)的類器官和器官芯片技術測試藥物安全性。全球政策的轉向不僅印證了芯片在模擬人體生理環(huán)境方面的科學公信力，更揭示了其在現(xiàn)代醫(yī)學研究中的基礎設施地位。

如今，在全球生物醫(yī)療產業(yè)加速向精準化轉型的關鍵階段，摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術可為類器官芯片制造提供高效經濟的解決方案，通過高精度光學引擎與高性能材料體系的協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)2μm級超高光學精度打印，同時兼容工程類樹脂、高精度水凝膠、氧化鋁、氧化鋯等多類材料�？捎行Ы鉀Q器官芯片血管化網絡構建、跨器官代謝模擬等關鍵制造難題，為構建具備臨床預測價值的器官芯片提供更多可行性方案。

解鎖生命密碼，精密結構重構研發(fā)范式
讓我們共同回顧摩方微納3D打印技術在微流控器官芯片科研領域的三大經典案例：

乳腺癌細胞外滲檢測芯片——東南大學  
中國東南大學王著元教授團隊提出將3D打印器官微流控芯片與基于SERS的蛋白質印跡納米材料(SPIN)相結合來研究體外外滲過程。該芯片由膠原凝膠通道和血管通道組成，其中依次注射人靜脈內皮細胞和乳腺癌細胞以誘導外滲。

研究團隊利用摩方nanoArch® P150（精度：25μm）3D打印系統(tǒng)制備模具后經翻模得到微流控芯片（通道高度為300、600μm，注射口直徑為4mm），可用于研究癌細胞外滲機制，促進抑制癌癥外滲的藥物研究發(fā)展。

DOI：10.1016/j.talanta.2024.125633

內分泌胰腺芯片——上海大學  
上海大學材料基因組工程研究院高興華團隊提出了一種用于糖替代品食品添加劑安全性評價的微流控芯片。研究團隊通過摩方nanoArch® S140（精度：10μm）打印模具，經PDMS翻模后再封裝制得微流控紡絲芯片，其中模具流道高度0.29-1.23mm，寬0.1-0.15mm。

這種基于微纖維組裝的內分泌胰腺芯片，通過微流控紡絲技術制備的模擬血管與3D胰島培養(yǎng)芯片相結合，可以用于評估葡萄糖以及各種糖替代品對胰島細胞活力以及胰島素、胰高血糖素分泌的影響，進而對其進行食品安全性評價。

DOI：10.1002/adhm.202302104

Transwell集成化類器官芯片——中南大學  
中南大學湘雅醫(yī)院皮膚科、中南大學機電工程學院、重慶大學三峽醫(yī)院等研究團隊了一種用于評估腫瘤轉移性的腫瘤類器官芯片。該芯片可以模擬人體內腫瘤生長和轉移的生理過程，能夠有效評估患者腫瘤細胞的侵襲能力和生長能力。

該團隊通過利用摩方nanoArch® S140（精度：10μm）制作了芯片腔室的六邊形支架，并使用激光切割技術制造了芯片主體，最終裝配成了集成Transwell單元的仿生腫瘤類器官芯片，為研究腫瘤的轉移性以及相應的腫瘤治療和藥物研究提供了重要的工具。

DOI：10.1002/smll.202308525

復合精度3D打印技術，跨尺度打印能力
摩方作為超高精密3D打印系統(tǒng)的先行者，以復合精度光固化技術和雙精度設備徹底打破了傳統(tǒng)微納加工中精度與尺寸互為掣肘的困局，實現(xiàn)2μm到100mm*100mm*50mm的跨尺度加工突破，有助于制備具有復雜結構和精確尺寸的類器官和器官芯片。

在精準保障打印精度的情況下，摩方以智能與自動化技術大幅度優(yōu)化了生產流程。摩方microArch® Dual系列雙精度設備搭載自動化調平系統(tǒng)（平臺自動調平、膜面自動調平、滾刀自動調節(jié)）、激光測距系統(tǒng)、流平參數(shù)自動化，有效節(jié)省調平耗時，簡化打印前期準備工作，保障了打印成功率和質量，可兼容光敏樹脂和陶瓷漿料等多種材料，為再生醫(yī)學與精準醫(yī)療提供了前所未有的創(chuàng)新載體。

在產業(yè)化應用層面，雙精度設備的動態(tài)精度自動切換能力展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢：較單精度打印，microArch® D0210（精度：2&10μm）打印微穹頂分級結構效率提升350%，突破精密器件批量化生產效率瓶頸。同時，可根據具體需求定制化設計類器官和器官芯片的復雜結構和多樣化功能，降低生產成本，提高研發(fā)效率，實現(xiàn)個性化應用。

當傳統(tǒng)工藝還在為單一結構的制造而困擾時，摩方已經為全球科研工作者打開了一扇通往無限可能的大門——在這里，每一次芯片設計都是一次生命奧秘的探索，每一款個性化定制解決方案都是對研發(fā)進程的新突破。