微納3D打印技術成重要科研創新工具

南極熊導讀：微納3D打印技術成重要科研創新工具。

過去一年，摩方精密的超高精密微納3D打印技術為眾多前沿研究提供了關鍵的制造支撐，助力科研人員在各自領域深入探索，產出了一系列具有里程碑意義的創新成果。

此次年度成果梳理，范圍橫跨生物醫療、 微機械、微流控、仿生學、超材料、新材料、太赫茲、傳感技術、力學研究與聲學應用 十個關鍵方向，不僅是對過去一年科研進展的系統總結，亦為洞察未來技術趨勢提供了重要窗口（點擊圖片即可閱讀全文）。

下文將首先聚焦生物醫療領域，并深入探討其在微針、傳感、聲學、微機械、微流控技術交叉融合產生的最新突破。

年度回顧|摩方精密2025年科研文章匯總（上）

01

PART ONE

生物醫療

血管芯片制造平臺

■ 發表期刊：《Advanced Materials》

■ 研究團隊：悉尼大學居理寧（Arnold Ju）教授團隊

■ DOI：10.1002/adma.202508890

該團隊依托摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術，成功開發出超快速、自動化、患者特異性的血管芯片制造平臺。該項研究將傳統需要10小時以上的制造過程縮短至2小時以內，在制造精度、可靠性和應用范圍方面實現顯著突破。

研究團隊采用摩方精密microArch? S240 (精度：10μm) 高精度3D打印機，實現了微米級精度的復雜血管結構復現。團隊開發了表面化學修飾工藝，顯著提升了細胞粘附性與生物相容性。并且通過標準化模塊設計，將制造成功率提升至接近100%，大幅降低了操作門檻和設備依賴性。

特異性頸動脈芯片的制備過程

穿刺植入劑

■ 發表期刊：《ACS Nano》

■ 研究團隊：安徽醫科大學錢海生教授團隊

■ DOI：10.1021/acsnano.5c09491

該研究通過可降解的腫瘤植入劑遞送納米顆粒實現了乳腺癌的免疫治療，為實體瘤的治療提供了一種高效、安全、協同的局部到全身免疫解決方案。

研究人員通過水熱法合成CMO納米顆粒，然后冷凍干燥備用。隨后加熱與CMO納米顆粒和富馬酸單甲基（MMF）混合的GelMA水凝膠，然后將其添加到由摩方精密nanoArch? S130（精度：2μm）3D打印機制備的模具中。該植入劑的設計融合了工程學、材料科學與免疫學原理，通過局部植入觸發協同免疫激活，為實體瘤提供了一種高效、安全且具有局部至全身免疫調控能力的治療新策略。

納米顆粒和植入劑的制備與表征

可降解超聲造影貼片

■ 發表期刊：《Nature Communications》

■ 研究團隊：華中科技大學臧劍鋒教授、唐瀚川副教授團隊

■ DOI：10.1038/s41467-025-63310-8

研究團隊成功研制可生物降解超聲造影膠帶（BioUCT）。這款柔軟僅1毫米厚的 “智能膠帶”采用摩方精密nanoArch? S140（精度：10μm）加工模具后，經水凝膠翻模制備而成。

它能像創可貼一樣牢固貼合在腸道表面，通過內部設計的周期性微氣囊結構，將超聲波反射率提升至90%以上，使腸道在超聲圖像中亮度顯著提高40dB（相當于回波信號幅度提升約1萬倍）。

用于超聲對比成像的BioUCT設計

新型干細胞球敷料

■ 發表期刊：《Chemical Engineering Journal》

■ 研究團隊：澳門大學賈艷偉副教授團隊

■ DOI：10.1016/j.cej.2025.164346

澳門大學賈艷偉副教授團隊開發了一種基于間充質干細胞球的創可貼式敷料（MSB），可高通量制備致密均一的間充質干細胞球。

研究者采用摩方精密microArch? S240（精度：10μm）制備具有微柱陣列的模具。該敷料能實現干細胞球在創面的均勻遞送，有效解決了乳膏或支架載體中干細胞球釋放不完全的問題以及多次給藥的問題。研究證實聚二甲基硅氧烷作為敷料基材具有穩定性好、生物相容性高、表面光滑等特性，其優異的柔韌性可貼合人體曲面，且易于裁剪以適應不規則創面，實現定制化的傷口治療。

MSB促進皮膚創面愈合圖解

亞毫米磁控微導管

■ 發表期刊：《Science Advances》

■ 研究團隊：香港中文大學機械與自動化工程學系張立教授團隊與香港理工大學楊立冬助理教授聯合香港中文大學醫學院內科及藥物治療學系腦神經科助理教授葉耀明醫生、香港中文大學醫學院內科及藥物治療學系利國偉腦神經學教授及腦神經科主任梁慧康教授

■ DOI：10.1126/sciadv.adv1682

該研究提出了一種基于摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術制造的亞毫米級磁控軟旋轉微導管，成功實現了在狹窄復雜血管中的高精度導航與多功能一體化治療。

通過采用3D打印工藝精確構建低剛度且可旋轉的螺旋柔性導管頭部，實現了柔性材料與微尺度結構的有機結合，不僅提升了導管的可控性和安全性，還顯著增強了藥物與血栓的作用效率及機械血栓破碎能力，為血管介入手術中的微創治療提供了高效且創新的技術方案，推動了軟體醫療機器人在臨床中的應用轉化。

亞毫米級磁控微導管的加工方法

水凝膠微球

■ 發表期刊：《Small》

■ 研究團隊：中國科學院上海硅酸鹽研究所陳航榕、馬明團隊

■ DOI：10.1002/smll.202408748

本項研究開發了一個協同治療平臺——負載氧化鈰納米顆粒的甲基丙烯酸明膠（GelMA）的水凝膠微球（CeGel），用于間充質干細胞的遞送以治療血栓閉塞性脈管炎。

團隊設計出具有銳針結構（內徑200μm）的微流控芯片，并利用摩方精密nanoArch? S140（精度：10μm）制作了芯片主體。微通道的幾何結構對液體的流動動力學和液滴的生成有著重要影響。該銳針結構可顯著增強分散相和連續相之間的界面剪切力，從而實現單分散液滴的穩定生成。

制備、表征和治療機制

02

PART TWO

生物醫療（微針）

核酸藥物微針技術

■ 發表期刊：《Bioactive Materials》

■ 研究團隊：中國醫學科學院生物醫學工程研究所朱敦皖、張琳華、李方周研究員團隊

■ DOI：10.1016/j.bioactmat.2024.12.015

該研究開發了一種基于補償效應的ROS控制策略。DNA納米結構在生理環境中比線性核酸分子更穩定，因此制備了DNA納米結構，并將其整合到微針中。這些納米結構不僅能夠調節ROS水平，還能促進IL-17A siRNA向銀屑病病變部位的遞送。

為了增強藥物在皮膚中的滲透深度和保留時間，研究者將合成的FNA-siRNA負載到由透明質酸制成的微針中。通過摩方精密nanoArch? S140（精度：10μm）制備了微針模具，并通過離心和干燥獲得了微針貼片。實驗表明，微針貼片能夠有效穿透皮膚角質層，并在高ROS環境中保持穩定性。

核酸微針用于銀屑病治療的示意圖

基于線粒體靶向微針系統

■ 發表期刊：《ACS Nano》

■ 研究團隊：武漢大學藥學院黎威教授團隊與武漢大學生命科學學院宋質銀教授團隊

■ DOI：10.1021/acsnano.5c06302

研究論文提出一種創新策略——基于線粒體靶向微針（HDT-Z@MNs）系統，精準激活癌細胞“死亡開關”，打破乳腺癌阿霉素耐藥困局。

該微針陣列是利用摩方精密microArch? S240 （精度：10μm）3D打印設備加工模具后經PDMS翻模制備而成的。這項研究不僅展示了微針系統的高度可控性與安全性，也提出了以線粒體為新興靶點的多重協同治療策略，為乳腺癌及其他耐藥性實體瘤的臨床治療提供了新方向。

表征，藥物裝載，和運動的藥物釋放譜

可穿戴雙模態貼片

■ 發表期刊：《ACS Nano》

■ 研究團隊：東南大學王著元教授課題組

■ DOI：10.1021/acsnano.5c05461

課題組開發了一種可穿戴雙模態貼片，通過結合表面增強拉曼該貼片以內含有SERS探針的柔性微針陣列作為間質液中標志物提取和課題組開發了一種可穿戴雙模態貼片，通過結合表面增強拉曼散射（SERS）微針陣列與柔性電子技術，實現了急性心肌梗死的院前快速輔助診斷。

該貼片以內含有SERS探針的柔性微針陣列作為間質液中標志物提取和檢測單元，以柔性電子貼片為器件基礎和心電監測單元。其中微針陽模是由摩方精密nanoArch? S130（精度：2μm）3D打印機制備而成。這一突破不僅為急性心血管事件的早期預警提供了創新工具，其技術路線還可拓展應用于其他重大疾病的實時監測。

e-SERS貼片的制備與表征

新型可穿戴式微針系統

■ 發表期刊：《Nature Communications》

■ 研究團隊：中山大學蔣樂倫/易長青教授團隊

■ DOI：10.1038/s41467-025-61549-9

該聯合團隊開發出一款全新的可穿戴式微針系統（MCBM），突破性地實現了對抗糖尿病藥物——二甲雙胍及其靶向生物標志物——葡萄糖的同步、連續監測。

系統核心組件是基于摩方精密nanoArch? S140（精度：10μm）制備的雙傳感微針，融合納米酶傳感界面與微通道結構，具備優異的檢測靈敏度與快速響應能力。這項微針設計不僅顯著提升了檢測效率，也充分體現了復雜結構3D打印技術在高性能可穿戴醫療設備中的關鍵價值。

基于智能手機的MCBM系統概念圖

新型光熱微針系統

■ 發表期刊：《Advanced Science》

■ 研究團隊：武漢大學藥學院黎威教授團隊、武漢大學中南醫院彭勉教授團隊

■ DOI：10.1002/advs.202503698

研究團隊聯合開發了一種新型的光熱微針系統，通過持續釋放H2來緩解術后疼痛，并促進傷口愈合，為個性化鎮痛治療提供了新的解決方案。

該系統的核心是通過聚多巴胺修飾的ZIF-8@氨硼烷納米粒子，結合溫度響應型聚己內酯微球，負載于透明質酸基質的可溶性微針貼片中，可在酸性微環境中持續釋放H2并通過近紅外光熱效應控制藥物釋放。其中，該微針貼片是利用摩方精密microArch? S240 （精度：10μm）3D打印設備加工模具后經PDMS翻模制備而成的。

貼片的制備及其治療機制示意圖

果蠅仿生微針貼片

■ 發表期刊：《Advanced Science》

■ 研究團隊：蘭州大學口腔醫學院范增杰教授團隊

■ DOI：10.1002/advs.202500432

團隊設計開發了一種具有果蠅仿生特性的水凝膠仿生微針貼片，用于細菌感染性口炎的高效治療。該微針貼片制備所使用的模板是由摩方精密microArch? S230（精度：2μm）加工而成的。

仿生微針貼片針對BIS的獨特微環境量身定制，以“濕環境穩定黏附+NO智能可控釋放+細菌高效抑制+機械收縮促進愈合”這些優越性能，促進細菌感染性口炎的高效愈合。

微針貼片研究示意圖

三合一雙層微針貼片

■ 發表期刊：《Journal of Controlled Release》

■ 研究團隊：武漢大學藥學院黎威教授團隊

■ DOI：10.1016/j.jconrel.2025.114375

該研究開發了一種pH響應的雙層微針貼片（LFT/S-MN），通過整合超聲激活的協同抗菌療法（CDT/SDT）與酸性微環境觸發的免疫調節，實現了對感染傷口的高效治療。

該微針貼片是利用摩方精密microArch? S240（精度：10μm）3D打印加工模具后經PDMS翻模制備而成。該工作為非抗生素依賴的感染傷口治療與組織再生提供了一種具有臨床轉化潛力的新策略。

貼片治療感染傷口的結構和治療機制示意圖

微針陣列電化學傳感

■ 發表期刊：《Biosensors and Bioelectronics》

■ 研究團隊：深圳大學蘇磊課題組

■ DOI：10.1016/j.bios.2025.118246

課題組開發了一種創新的微針陣列電化學傳感器，用于實時監測皮膚間質液中的尿酸濃度，為個性化健康管理提供了新的解決方案。

為了進一步提升檢測性能，團隊使用摩方精密nanoArch? S140（精度：10μm）制備空心微針陣列與帶有微閥和真空管的裝置結合，優化了皮膚間質液的提取過程。在實際應用中，該微針陣列可以無創地穿透皮膚，收集到足夠的間質液樣本進行尿酸分析，極大地提升了檢測的便捷性與舒適性。該設備通過微閥有效調控液體流動，避免了反向流動的風險，確保了操作的安全性。

微針陣列傳感器的設計和集成過程

蛋白基水凝膠微針

■ 發表期刊：《Materials Today Bio》

■ 研究團隊：溫州醫科大學南開輝/李玲琍教授、國科溫州研究院王磊副研究員、溫醫附二院林孝坤聯合團隊

■ DOI：10.1016/j.mtbio.2025.101752

研究團隊開發了牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯水凝膠微針系統，結合微針的透皮優勢與水凝膠的緩釋特性，為 IH 治療提供了新策略。

研究采用牛血清白蛋白甲基丙烯酸酯作為載藥針尖材料，通過光固化反應形成具有生物相容性的水凝膠結構，其分子骨架保留天然蛋白特性，代謝產物為天然氨基酸，且無明顯細胞毒性。該微針系統的陽模是由摩方精密nanoArch? S130（精度：2μm）制備而成。

微針系統的制備與表征

03

PART THREE

生物醫療（傳感）

新型離電型壓力導絲技術

■ 發表期刊：《Nature Biomedical Engineering》

■ 研究團隊：南科大郭傳飛教授、中科大王柳教授團隊

■ DOI：10.1038/s41551-025-01548-9

研究團隊開發了一種新型離電型壓力導絲（ITG）。該尖端傳感導絲基于廉價且技術成熟的工作導絲制備，利用生物本身的離子傳導特性，將生物體作為信號的傳輸通道，省去了傳統導絲中多條信號傳輸導線，從本質上將導絲的操控性能提升至理想水平。

器件以離子凝膠作為傳感層，金屬頭和工作導絲作為兩電極，并運用摩方精密nanoArch? S130（精度：2μm）制作樹脂管來固定和封裝三者，從而使ITG獲得了高靈敏度、高響應速度和尖端反饋功能。

離電型尖端傳感導絲的設計、制備和工作原理

04

PART FOUR

生物醫療（微機械）

模塊化磁控微機器人

■ 發表期刊：《Science Advances》

■ 研究團隊：香港中文大學張立教授團隊

■ DOI：10.1126/sciadv.ady4339

研究團隊提出了一種模塊化磁控微機器人系統。該系統創新性地將磁驅動模塊與超聲響應型自膨脹支架模塊相結合，通過旋轉方向控制實現“集成推進”與“定點分離”兩種狀態的智能切換，并利用聚焦超聲觸發支架在病灶處的快速膨脹，實現了在復雜管道內的穩定穿行與支架的按需精準部署。

為此，作者團隊分別合成了兩種水凝膠打印樹脂，并采用摩方精密（nanoArch? S130，精度：2μm）制備了兩種模塊。該系統兼具微創性、高精度與臨床兼容性，為未來深部腔內介入治療提供了全新的技術平臺。

模塊化微機器人系統示意圖

05

PART FIVE

生物醫療（聲學）

聲學虛擬三維支架

■ 發表期刊：《Science Advances》

■ 研究團隊：中南大學的陳翔教授、陳澤宇教授和西安電子科技大學的費春龍教授團隊

■ DOI：10.1126/sciadv.adr4831

研究人員開發的AV-Scaf技術為腫瘤生物學和免疫治療提供了一個高效的研究模型，特別是在評估T細胞介導的腫瘤殺傷效應和免疫治療策略的開發中顯示出了巨大的潛力。

作者通過摩方精密nanoArch? S140（精度：10μm）制作了培養腔室的支撐結構。在RNA測序（RNA-seq）分析中，超聲波刺激可以顯著增強鈣離子的流入，從而加速細胞團簇的細胞間相互作用過程。

AV-Scaf技術形成腫瘤類器官

06

PART SIX

生物醫療（微流控）

新型組合式微混合器

■ 發表期刊：《Nano Research》

■ 研究團隊：魯東大學陳雪葉教授團隊

■ DOI：10.1002/adma.202508890

團隊創新性地將微流控技術與機器學習深度融合，開發出“仿生葉脈溝槽—馬蹄形”新型組合式微混合器，結合NRBO-CNN-LSTM-Attention多元回歸預測模型，實現了靶向大黃素脂質體的精準可控制備，為潰瘍性結腸炎的精準治療提供了全新策略。

本研究將植物葉脈的凹槽結構與馬蹄形流體分匯原理結合起來，設計了一種新型的仿生葉脈-馬蹄形耦合微混合器。通過摩方精密nanoArch? P150（精度：25μm）制造模具，結合PDMS模塑與等離子鍵合工藝制備出完整器件。

微混合器設計圖

總結

2026年，摩方精密將始終以市場需求為基點，圍繞服務升級與技術創新雙輪驅動，力求為全球科研界提供更自動化、智能化、高效化的設備操作體驗。我們將積極拓展多維度合作接口，攜手各界伙伴凝聚共識，協同推進先進制造產業向高質量與可持續方向邁進。

在接下來的內容中，我們還將逐一呈現微機械、微流控、仿生學、超材料、新材料、太赫茲、傳感技術、力學研究與聲學應用等九大前沿方向的最新科研進展。摩方真誠期待您繼續與我們同行，共同關注科技前沿動態，探索微納世界的無限可能。