林峰教授現為清華大學機械工程系博導、副系主任(2010-),先進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“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”。同時,他還是中國機械工程學會特種加工學會快速成形技術委員會副主任委員,塑性工程分會鍛壓設備專業(yè)委員會委員。另外,他還擔任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:《產品設計與開發(fā)》、《機電產品設計設計與實踐》、《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,以下是采訪詳細內容: 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,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隊主要發(fā)展了什么技術?請您介紹一下。
林峰:我所在的團隊研究三維打印技術是比較早的,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)、SLA(光固化)等。但是目前應用發(fā)展比較好的是FDM工藝。
另外,我們現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,是針對金屬領域的。在生物材料方面,團隊率先開展了生物人工骨的三維打印技術研究,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。還有一個就是細胞受控組裝,或者稱生物三維打印;現在還在開發(fā)的是高精度的細胞三維打印。
《激光制造商情》:生物工程是21世紀的熱門科學,生物3D打印已經應用與假肢、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、關節(jié)骨、牙齒之類,都是結構性組織,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個性化定制。每個人的身體結構不一樣、尺寸也不一樣,人種也不同,根據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,它是生物整體結構的一部分,它有生物細胞、組織、毛細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構,但仍然是包含了多種細胞的,另外還有非常微細的毛細血管,以及皮膚具有的特殊功能,它有汗腺,它要排汗。目前的技術來說,我們暫時沒法做到排汗,因為汗腺的細胞與皮膚的細胞不一樣,毛囊的細胞與汗腺細胞也不一樣,所以,要做到皮膚這種非常精細、多細胞的生物結構,采用普通的三維打印目前還無法實現。 國內領先的激光技術門戶 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營養(yǎng)與水分,能夠進來,也能夠出去,實現能量和物質交換的生物體系。這個體系,目前采用我們的人工構造尚無法完成的。就一個血管網絡已經是一個大難題,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絡也是無法實現。
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《激光制造商情》:之前有報道說英國出現了采用三維打印對一個病人臉部皮膚的修復,這一技術以后在人體植皮上應用前景如何?
《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,國內的人體器官捐獻嚴重缺乏,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,有沒有哪些是已經與醫(yī)學界合作開展了應用?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、藥品制造打開了一個新的空間,未來這兩個交叉學科要進一步結合發(fā)展,您認為發(fā)展趨勢是怎樣?
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