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歐萊雅使用3D打印的人造皮膚來測試化妝品
將此項技術投入商用是令不少觀察者驚訝的，不過這個新聞起碼讓動物保護者們又松了一口氣。這是一次化妝品公司和硅谷的合作。歐萊雅美國和生物3D打印公司 Organovo最近宣布，他們共同研發出了非常接近真實人體的皮膚組織，而歐萊雅要用它們來測試產品。 Organovo的技術主要是先建立特定組織的設計架構，然后再用“生物墨水”，其實也就是細胞來打印組織，這項技術還允許組織垂直打印并形成分層。
據Wired報道，在和Organovo合作之前，歐萊雅其實已經有使用體外皮膚組織的業務了，但它依然選擇嘗試更新、更有效的技術，而且新技術還有可能降低生物工程的成本。無論如何，歐萊雅的這項舉動倒是會贏得不少動物保護者的好感，據歐萊雅科技孵化器全球副總裁 Guive Balooch對《女裝日報》表示：“ 很久以前，我們就不用動物做實驗了，而是轉用很多預測模型或是工程皮膚組織來測試。創意讓我們能夠測試更多不同的分子以及有毒成分的副作用，以保證安全和療效。”
化妝品測試的問題一度在中國也比較敏感，因為進口化妝品需要進行動物實驗。不過歐萊雅稱公司已經和中國權威組織展開了合作，以嘗試和改變監管框架，讓中國在化妝品行業的標準并符合國際要求，能夠尋找到代替動物測試的方法。2014年開始，中國已經開始減少動物實驗的依賴，國內生產美容產品的公司可以選擇不同的測試方法，但進口品牌依然要經過動物實驗。3D打印技術也為歐萊雅開拓了更多可能性空間，它可以根據人們的需求定制色彩、形狀等不同產品，比如一個顧客就喜歡星巴克綠，那它可以用仿真皮膚看看這個綠色抹在眼皮上到底好不好看。
歐萊雅認為，這項新技術如果能夠讓品牌的更新速度、創新能力和供應鏈都會得到改善，科技就是未來。不過據Wired稱，也有人猜測歐萊雅集團是否在挖掘一個新的市場，可以在燒傷病人等醫療領域有所涉獵。
3D打印圖案化離子膜為膜技術
日前，美國賓夕法尼亞州立大學（Penn State）的研究人員開發出了一種新型3D打印技術，該技術能夠在世界上首次快速原型和測試聚合物膜，并將其打印成各種圖案以提高性能。據了解，離子交換膜在許多類型的能源應用中有著廣泛的應用，比如可用于燃料電池和某些電池，以及水凈化、海水淡化、重金屬去除和食品加工等。一般來說，目前的大多數離子交換膜都是一種薄薄的平板，有點類似于我們廚房里的保鮮膜。但是，最近的研究表明，通過在其2D的膜表面上創建出3D結構，就可以出現有趣的流體力學特性，從而提高離子傳輸能力或者減輕污染，這是在許多膜應用中經常要面對的一個嚴重問題。
目前，要制作這些帶有3D圖案結構的膜（也被稱為異形膜），涉及到一種相當繁重的工藝，即在一個硅膠模具上直接刻蝕出所需的圖案，然后澆鑄以聚合物并等待其硬化。這個過程既耗時又昂貴，而且只能生成一種圖案形式。Hickner是這項研究的負責人，他的團隊已經于2016年6月2日將該研究成果發表在了美國化學學會的雜志《ACS Applied Materials and Interfaces》，論文題目為《陰離子交換膜微圖案的3D打印（3D Printing of Micro-patterned Anion Exchange Membranes）》Hickner的團隊稱他們開發的這種自定義3D光刻打印工業與當前常見的一種被稱為光固化（SLA）的3D打印工藝類似。該團隊開發出了一種可光固化的離子聚合物混合物，并將該混合物暴露在一臺光投影儀之下硬化其基層，隨后將設計好的圖案投射并選擇性地固化在其表面上。據稱，這種表面圖案能夠增加膜的電導率多達1—3個數量級（factor）。
“這種膜在電池或者燃料電池中起到電阻的作用。”Hickner說：“如果能將其電阻降低1至3個數量級的話，你真的會得到某種很有用的東西。”該項研究的第一作者，材料科學與工程博士研究生Jiho Seo補充道：“雖然以前我們也曾研究過膜表面的圖案，但是這次是我們第一次3D打印出了這些結構的樣品，而且它也是第一個真正表現出電阻正在以某種定量的方式降低的模型。我們只需一個簡單的并聯電阻模型就可以描述這些圖案在降低這些新型膜的電阻方面發揮的影響。這一方法帶給了我們一個設計工具，可以幫我們不斷創新，設計出新的圖案，以進一步改進材料的內在化學特性。據悉，未來該研究團隊將繼續優化他們3D打印的離子膜的幾何和化學特性，以及了解如何打印新的材料，即在聚合物膜之外迄今從未被打印過的材料。
超聲波金屬3D打印技術
當大多數人想到3D打印時，他們想到的是典型的增材過程，在這一過程中許多層材料被融合成期望的最終形狀。然而，增材制造并不總是完美制成最終產品。事實上，為了創建最終零件，大多數金屬3D打印工藝還需要額外的研磨或其他處理措施。
由于這個原因，有一些公司，如Mazak、 DMG MORI和Cincinnati Inc.，將增材和減材結合來實現預期的結果。最近有一家公司開發了一種新型混合制造技術，被稱為超聲波增材制造（UAM）。通過利用聲波而不是熱能，Fabrisonic的UAM平臺可被用于一些其他系統做不到的應用。在接受媒體采訪時，Fabrisonic公司CEO Mark Norfolk解釋說，UAM機器實際上是一個內置了超聲波焊接技術的數控銑床。薄薄的金屬箔被一層一層放置，繼而用超聲波焊接在一起。然后用銑床切割密集堆放的金屬片，以創建出最終零件。不像其他金屬3D打印工藝，在UAM中金屬不是被高溫熔化。這就是UAM工藝的重要優勢。“溫度不會超過200華氏度，”Norfolk闡述道。“這使我們能夠嵌入傳感器，因為我們的零件不熱。我們只是停止構造，鉆出一個小通道，在里面放入一個傳感器，然后繼續在上面構造。再者，它是在低溫下工作，不會損壞傳感器。”
Fabrisonic通過制造服務而不是賣設備獲得收入的80%，它發現一些客戶要求將熱電偶嵌入金屬零件。將熱電偶嵌入金屬零件，或者固定在零件的外部，這兩種情況都需要熱傳感器在熱環境或化學反應環境下提供溫度讀數，并保護熱電偶不受潛在的危險環境影響。對于一個客戶來說，這個創建熱交換器的過程意味著混合化學物質，根據Norfolk的說法這是一個熱相關過程。他解釋道：“你把化學物質A、B和C放到一起進行化學反應，然后生成了化學物質D。我們把熱電偶沿著液體的混合通道相鄰放置八九個位置，使客戶精確知道它們混合的溫度。
科學家首次在零重力狀態下3D打印出人類組織
2016年6月14日，在墨西哥灣3萬英尺高空的一架零重力公司（Zero Gravity Corporation）的飛機上，科學家們成功地在零重力狀態下3D打印出第一個可用的心臟結構。負責這個項目的公司是來自于美國南印第安納州的Techshot，該公司是美國宇航局的長期技術承辦商，已經有了25年的歷史，主要致力于開發航空航天、國防和醫療領域的新技術。零重力公司是唯一一家得到聯邦航空管理局（FAA）批準的可以在美國提供失重飛行服務的公司。另外，這個項目的參與者還包括工業級3D打印機制造商nScrypt，以及生物墨水供應商 Bioficial Organs。該研發團隊希望這個項目不僅能夠使科學家們在太空中制造出可以在地球上移植的器官，而且能夠繼續支持這項太空計劃。據了解，在這個3D打印過程中使用的是成人干細胞。
“在地球上，3D生物打印往往需要使用粘稠的生物墨水來提供結構性支撐，這種墨水中會包含化學物質和其它材料。”Bioficial Organs董事長兼CEO Stuart Williams在新聞發布會上解釋說：“但是如果在太空中打印組織的話，我們就能夠使用更加精細的打印頭和低粘度的生物墨水，這些墨水中只包含創建健康器官所需要的生物材料即可。一臺安裝在太空里的3D生物打印機很有希望成為人類健康事業的一個重要的顛覆者。”據了解，Williams是這架零重力飛機的乘客之一，他與Techshot公司執行副總裁兼首席運營官 John Vellinger一起，在試驗過程中幫助操作3D生物打印機。
據悉，此次試驗收集到的數據將使得Techshot及其合作伙伴能夠開發出一款更小、更堅固的3D生物打印機，而且這臺機器有可能會在明年一月份搭乘Blue Origin公司的亞軌道飛船。根據計劃，研發團隊希望能夠在2018年打造出一臺能夠打印更為復雜組織的生物打印機并將其送上國際空間站。據了解，在去年年底的時候，Techshot曾經宣布它開發出了一種方法可以使用患者自己的干細胞來制造大型的人類血管。不過該公司宣稱，他們在失重飛機上測試的技術要比這精細得多。他們打印的細胞層比頭發還要薄好多倍。除此之外，在6月14日的測試中還涉及到了3D電子打印技術，Techshot稱這臺原型3D打印機還打印出了導電以及絕緣的材料。
3D納米打印復制腦神經網絡
無所不能的3D打印技術似乎正在向腦科學領域滲透。就在兩周前，我們曾經報道過蘇格蘭的科學家們正在使用3D打印的腦腫瘤復制品來推動對癌癥的研究。而如今，英國阿斯頓大學（Aston University）的研究人員走得更遠：通過MESO-BRAIN項目，他們將使用3D納米打印的支架構建出人工神經網絡，并將其用于研究大腦發育和疾病。
2016年6月9日，MESO-BRAIN研究團隊稱，他們已經收到了歐盟委員會通過其未來和新興技術（FET）資助項目撥付的330萬歐元研究資金。據了解，MESO-BRAIN項目將使用人類誘導多能干細胞在一種輪廓分明、重現性好的3D支架上分化成神經元，以支持可以模擬人類大腦活動的人類神經網絡的發展。研人員們稱，這種結構是根據一種基于大腦皮質模塊設計的，在制造過程中，研究人員使用納米級3D激光打印技術打印出該結構，并融入納米電極以實現對神經網絡的電生理分析。MESO-BRAIN項目還計劃使用一種基于光片照明的快速容積成像技術進行光學分析，從而在整個3D網絡中實現細胞級的分辨率。
據悉，該項目的目標包括模擬大腦活動，提高對包括帕金森病、老年癡呆和大腦 損傷在內的諸多腦部疾病的認識和治療。MESO-BRAIN還有望實現大規模基于 人類細胞的檢測，以測試藥理學和毒理學化合物對神經網絡活動的調節性影響。研究人員們認為，更多與生理有關的人體模型的使用會增加藥物篩選效率，和減少對動物實驗的需要。MESO-BRAIN項目將于今年9月份正式啟動，預計研究期限將超過3年。該項目負責人、阿斯頓大學Edik Rafailov教授在一份聲明中說：“直到最近，我們希望能夠通過這個項目實現的東西還屬于科幻小說的范疇。如果他們真的能夠通過3D納米打印從大腦中提取并復制神經網絡的話，那么這一切將不再是科幻。”
據了解，MESO-BRAIN項目的研究工作將由阿斯頓大學領導，其他參與的機構還包括Axol Bioscience公司、漢諾威激光中心、巴塞羅那大學、光子科學研究所和KITE Innovation等。PET是歐盟委員會研究與創新資助框架計劃——“地平線2020”（Horizon 2020）的一部分，根據這項計劃，歐盟將會在7年之內（2014—2020）向科研領域投入800億歐元。
