全文概述

2025年9月3日，荷兰乌得勒支大学医学中心的研究人员在Nature上发表了关于自适应和情境感知体积打印技术的文章。该技术通过光固化树脂和成像技术，实现了快速、精确的3D打印，适用于复杂几何形状和多组分材料，尤其在生物组织工程领域具有广泛应用前景。

体积打印技术简介

体积打印技术利用光固化树脂，在2-4秒内即可打印出复杂的3D物体。这项技术能够在现有物体周围非侵入式地制造结构，甚至可以跨越厘米级的打印材料或之前打印过的部件。研究人员开发了一种名为“生成式、自适应、情境感知”3D 打印 (GRACE) 的工作流程，使打印机能够根据获取的视觉数据设计打印对象。

GRACE技术的应用

GRACE技术被用于合成和生物材料的打印，生成包含细胞聚集体的复杂血管状结构，并自动将新元素对齐并打印到先前打印的部件上，从而生成复杂、多组分、富含细胞的组织。例如，在股骨模型中打印了一个骨-软骨单元，形成了使用传统技术难以制造的分层几何结构。

技术优势与局限性

GRACE技术的优势在于其能够精确定制几何图形，并快速重新配置以实现精确对齐打印。然而，目前该技术的操作规模受限于打印精度和分辨率，大多数特征映射是在类器官尺度（几十微米到几毫米）上进行的，打印分辨率约为100-200微米。未来研究将探索其他形式的情境感知打印诱导反应，以扩展其应用范围。

专家评价与前景展望

英国诺丁汉大学教授Alvaro Mata认为，这项研究展示了集成成像和自适应建模的工作流程潜力，解决了体积3D打印的关键局限性并扩展了其功能。鉴于该研究能够适应多种打印模式，并且该工作流程可应用于不同领域，因此具有广泛的应用前景。