林峰教授現(xiàn)為清華大學(xué)機(jī)械工程系博導(dǎo)、副系主任(2010-),先進(jìn)成形制造教育部重點實驗室副主任,快速成形制造分室主任。他入選2006年度教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃”。同時,他還是中國機(jī)械工程學(xué)會特種加工學(xué)會快速成形技術(shù)委員會副主任委員,塑性工程分會鍛壓設(shè)備專業(yè)委員會委員。另外,他還擔(dān)任Biofabrication期刊的編委會委員。發(fā)明論文70余篇,其中14篇為SCI收錄。主講課程包括:《產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》、《機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計設(shè)計與實踐》、《生物制造工程原理與方法》。
11月中旬,林峰教授參加了東莞厚街舉辦的一個3D打印論壇,期間受邀接受了本報專訪,深入解讀了生物三維打印的發(fā)展熱點、難點與前景,以下是采訪詳細(xì)內(nèi)容: laserfair.com
《激光制造商情》:林教授,您的研究方向主要是重型液壓機(jī),材料快速成形以及生物制造工程,在快速成形方面您所在的團(tuán)隊主要發(fā)展了什么技術(shù)?請您介紹一下。
林峰:我所在的團(tuán)隊研究三維打印技術(shù)是比較早的,90年代初開始。開發(fā)過的工藝包括分層實體制造、FDM(熔融擠出成形)、SLS(激光選區(qū)燒結(jié))、SLA(光固化)等。但是目前應(yīng)用發(fā)展比較好的是FDM工藝。
另外,我們現(xiàn)在還在研究一些新的工藝,比如電子束選區(qū)熔化,也特別研究了激光微熔覆技術(shù),是針對金屬領(lǐng)域的。在生物材料方面,團(tuán)隊率先開展了生物人工骨的三維打印技術(shù)研究,其中一個有特色的就是低溫沉積成形,就是材料在零下30或40°C下,把材料擠出成形做成分級多孔組織工程支架。還有一個就是細(xì)胞受控組裝,或者稱生物三維打??;現(xiàn)在還在開發(fā)的是高精度的細(xì)胞三維打印。
《激光制造商情》:生物工程是21世紀(jì)的熱門科學(xué),生物3D打印已經(jīng)應(yīng)用與假肢、牙齒、骨頭等的制造,這些原來都是比較昂貴的,您認(rèn)為3D打印會給生物制造帶來什么影響?laserfair.com
林峰: 你提到的假肢、關(guān)節(jié)骨、牙齒之類,都是結(jié)構(gòu)性組織,但是皮膚就不一樣。前面的那些可以用金屬材料來做,使用三維打印可以實現(xiàn)個性化定制。每個人的身體結(jié)構(gòu)不一樣、尺寸也不一樣,人種也不同,根據(jù)受傷缺損程度要求替換的大小、形狀也不一樣。所以個性化的制造,利用三維打印是大有益處的。 laserfair.com
生物上的應(yīng)用,還有一種是需要有活性的。比如說皮膚,有人說很簡單,但是人工制造皮膚覆蓋上去,是需要有天然皮膚的各種功能的,如分泌汗液。它不是那種簡單材料,比如拿張紙貼上去或者是普通薄膜覆蓋表面那么簡單。皮膚是一種活體,它是生物整體結(jié)構(gòu)的一部分,它有生物細(xì)胞、組織、毛細(xì)血管以及一些附帶的組成特征,這個用目前的三維打印還不容易做到,存在很大難度。
《激光制造商情》:您曾經(jīng)提出,生物3D打印有四個層次,第四個層次就是制造人體相容的、有生命活性的成品,那么采用3D打印的器官要植入人體,并使它成為活體,最大的困難在哪里?
林峰:說到最大的困難,就以剛說的皮膚作為案例,它在人體上算是簡單的結(jié)構(gòu),但仍然是包含了多種細(xì)胞的,另外還有非常微細(xì)的毛細(xì)血管,以及皮膚具有的特殊功能,它有汗腺,它要排汗。目前的技術(shù)來說,我們暫時沒法做到排汗,因為汗腺的細(xì)胞與皮膚的細(xì)胞不一樣,毛囊的細(xì)胞與汗腺細(xì)胞也不一樣,所以,要做到皮膚這種非常精細(xì)、多細(xì)胞的生物結(jié)構(gòu),采用普通的三維打印目前還無法實現(xiàn)。 國內(nèi)領(lǐng)先的激光技術(shù)門戶 laserfair.com
還有,要真正成為人體一部分,這一部分是活體,需要血管,而且也需要人體供應(yīng)營養(yǎng)與水分,能夠進(jìn)來,也能夠出去,實現(xiàn)能量和物質(zhì)交換的生物體系。這個體系,目前采用我們的人工構(gòu)造尚無法完成的。就一個血管網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是一個大難題,包括國外雖然說制造出了人工器官,但是事實上它的血管網(wǎng)絡(luò)也是無法實現(xiàn)。
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《激光制造商情》:之前有報道說英國出現(xiàn)了采用三維打印對一個病人臉部皮膚的修復(fù),這一技術(shù)以后在人體植皮上應(yīng)用前景如何?
《激光制造商情》:3D打印為人造器官提供了廣闊的想象空間,受傳統(tǒng)觀念影響,國內(nèi)的人體器官捐獻(xiàn)嚴(yán)重缺乏,那么以后如果能夠打印器官,是否意味著基本不需要捐獻(xiàn)器官?有沒有這個可能?
《激光制造商情》:目前您在生物3D打印的科研成果,有沒有哪些是已經(jīng)與醫(yī)學(xué)界合作開展了應(yīng)用?有哪些案例?
《激光制造商情》:3D打印的制造原理為生物醫(yī)學(xué)、藥品制造打開了一個新的空間,未來這兩個交叉學(xué)科要進(jìn)一步結(jié)合發(fā)展,您認(rèn)為發(fā)展趨勢是怎樣?
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