蘇黎世科學家使用嵌入式磁鐵3D打印人造心臟泵

2018年10月30日，南極熊從外媒獲悉，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院機械與加工工程系的博士生Kai von Petersdorff-Campen開發(fā)了一種3D打印技術，用于制造含磁鐵的產品。 他通過3D打印人工心臟泵原型展示了他的方法，稱為“嵌入式磁體打印”，并獲得了美國人工內臟器官協(xié)會（ASAIO）的原型設計一等獎。

△原型的橫截面，深灰色的磁性元件清晰可見

Petersdorff-Campen說：“我的目標不是制造出良好的心臟泵，而是要展示如何在一步中將其制造出來�！�

人工心臟泵不僅是幾何形狀復雜的產品，更重要的是，它們含有磁鐵 - 而且在使用磁鐵進行3D打印的領域，研究仍處于起步階段。因此，Petersdorff-Campen的心臟泵是首批使用3D打印制造磁性元件的原型之一。

這位26歲的博士生今年春天開發(fā)了原型。 Petersdorff-Campen稱他新開發(fā)的方法是“嵌入式磁鐵打印”。關鍵是要確保磁鐵直接在塑料中3D打印。磁粉和塑料在打印前混合并加工成稱為線材。使用FDM技術，這些線材通過噴嘴打印出來，自動打印出計算機生成的形狀。然后將打印的成品在外部磁場中磁化。塑料心臟泵原型總共花了15個小時進行打印。

最大的困難之一是線材的研發(fā)：添加到顆�；旌衔镏械拇判苑勰┰蕉�，磁體越強，但這會導致最終產品更脆。 “我們對各種塑料和混合物進行了測試，直到線材具有足夠的柔韌性以進打印，同時仍具有足夠的磁力，”Petersdorff-Campen說。

Petersdorff-Campen在一本學術期刊上發(fā)表了他的著作。反應各不相同，他解釋說：“有些人已經在詢問他們可以在哪里訂購材料。”有人批評3D打印不適合生產醫(yī)療設備，因為他們必須經歷各種審批程序。 “不過，這不是我的重點，”Petersdorff-Campen強調說。 “我只是想表明這個原理�！彼�確信科學家和開發(fā)人員值得進一步發(fā)展。

△由聚合物 - 磁性粉末混合物組成的線材

盡管他的方法可能不適合制造心臟泵，但磁體3D打印的潛力巨大。 磁鐵還用于電動機，例如許多技術家用設備中的電動機，從計算機的硬盤驅動器到揚聲器和微波爐。 如今，具有磁體的幾何形狀復雜的部件通過復雜的注塑成型生產，但是使用3D打印可以使該過程明顯更快且更便宜。
Petersororff-Campen表示，這還有很長的路要走：“在材料和加工方面還有很多需要改進的地方�！崩�如，他的心臟泵能夠成功地每分鐘泵送2.5升，旋轉1000次， 但這還不符合實踐中要求的標準：“我不希望植入這樣的設備。”

編譯自：3ders