周圍神經損傷作為臨床醫學領域的重大難題，其高致殘率與功能恢復困境始終困擾著醫療界。傳統治療方法主要是神經自體移植，但由于供體資源稀缺、手術創傷以及二次損傷等問題，導致相關臨床應用長期受限。因此，這一現狀倒逼醫學界探索微創化、精準化的新型修復策略，通過智能調控損傷微環境實現再生醫學的范式突破。為攻克這一難題，曼徹斯特大學與南洋理工大學聯合研究團隊創新性地采用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術，成功開發出微溝槽結構神經引導導管（NGCs），為神經再生治療開辟了全新路徑。
技術痛點與創新：從粗放修復到精準定向
傳統神經導管雖能提供物理支撐，但缺乏特異性細胞引導信號，難以實現軸突的定向再生。研究表明，微米級溝槽結構可模擬天然神經束的拓撲學特征，促進雪旺細胞遷移與軸突有序延伸。然而，現有傳統加工技術受限于光學精度的不足和成本的不可控，無法高效經濟的制備復雜微結構。
因此，研究團隊選擇采用摩方精密PμSL 3D打印技術，突破傳統制備工藝的局限。該技術以2μm超高光學精度為核心優勢，結合工業級高公差控制（±10μm），幫助團隊實現了10-30μm級多通道微溝槽結構的精準制造。這一創新將神經導管的設計從“單一腔道”升級為“仿生多級拓撲”，為細胞生長提供物理-化學協同引導環境。
圖1. (a) 3D打印模具顯微鏡圖（比例尺：50μm）； (b) PDMS模具顯微鏡圖（比例尺：50μm）。(c) 3 wt. % PCL和PCL/PLA薄膜的SEM圖像，不同凹槽結構：10/10/10μm，20/20/10μm，25/25/10μm和30/30/10μm（比例尺：50μm，插入圖像比例尺：1μm）。(d)軋制和密封的PCL-10 NGC管，顯示(i)管內微槽形貌的(i)側視圖、（ii）俯視圖和掃描電鏡照片，以及（iv）膜重疊和密封劑的位置（比例尺：500μm）。
技術實現路徑：三步構建細胞高速公路
摩方微納3D打印技術通過微米級精密成型能力實現微溝槽結構的精準制造，確保神經細胞沿預定拓撲路徑有序排列并支持科研實驗模具的高效迭代優化進程，以下是微溝槽結構的制備過程：
母模設計與打印通過參數化設計微溝槽結構母模，尺寸為12.5mm×12.5mm ×1mm。使用耐高溫光敏樹脂（HTL）打印母模，確保結構精度與表面光潔度。
PDMS成型與聚合物薄膜澆鑄 將PDMS澆注至母模并固化，形成可重復使用的柔性模具。 在PDMS模具上溶劑澆鑄生物相容性聚合物薄膜（聚己內酯PCL與聚乳酸PLA）。
測試與驗證將SH-SY5Y神經母細胞瘤細胞接種于微溝槽結構薄膜。通過評估細胞活性、增殖和排列，驗證設計對神經再生的促進作用。
圖2. (a)第7天共聚焦顯微鏡圖像顯示活細胞（綠色）和死細胞（紅色）（比例尺：300μm）；(b)第7天細胞活力；(c) 7天PCL和PCL/PLA膜的代謝活性。
圖3. 第7天SH-SY5Y細胞在(a) PCL和(b) PCL/PLA膜上的共聚焦顯微鏡圖像。細胞核和肌動蛋白細胞骨架分別被染成藍色和綠色（上行），與共聚焦反射（中行）（比例尺：200μm）合并（下行），并顯示SH-SY5Y細胞的細長和集群的高倍圖像（比例尺：30μm）。
賦能研究進程：摩方技術獲團隊認可
由摩方microArch? S130（精度：2μm）3D打印系統可實現高精密微溝槽的翻模制備，顯著增強軸突排列與神經再生，所得PCL/PLA薄膜表現出良好的表面形貌、粗糙度與力學性能。其中，活細胞成像顯示高細胞存活率及沿微溝槽的定向延伸，驗證設計有效性。
摩方微納3D打印技術大幅降低了此次科研研究的成本與復雜度。曼徹斯特大學Hexin Yue博士指出：“摩方微納3D打印技術為神經再生應用提供了制造微溝槽結構母模所需的超高精度，再加上快速打樣和批量生產的優勢，這套3D打印系統已經成為我們科研攻關的重要支撐。”
從微米尺度溝槽結構到生命奇跡，科技之力正在改寫醫學的邊界。曼徹斯特大學與南洋理工大學的這項突破，不僅為周圍神經損傷患者帶來曙光，更彰顯了中國智造在全球生物醫學工程領域的創新引領。
隨著《“十四五”生物經濟發展規劃》的深入推進，微納3D打印技術也正在為高端醫療裝備國產化尋找關鍵突破口。摩方精密憑借全球40國市場布局與700+科研機構合作網絡，持續推動“產學研醫”深度融合，助力科研機構和工業企業在生物醫療、高端通訊、航空航天、精密電子等高精尖領域關鍵核心技術攻關。
原文鏈接：https://doi.org/10.36922/ijb.2725
