ETH蘇黎世科學家3D使用嵌入式磁鐵印刷打印人造心臟泵

2018年10月30日| 呂丹

瑞士蘇黎世聯邦理工學院機械與加工工程系的博士生Kai von Petersdorff-Campen開發了一種3D打印技術，用於製造含磁鐵的產品。他通過3D打印人工心臟泵原型展示了他的方法，稱爲“ 嵌入式磁體打印 ”，並獲得了美國人工內臟器官協會（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。（照片：Kai von Petersdorff-Campen /蘇黎世聯邦理工學院）

Petersdorff-Campen說：“我的目標不是製造出良好的心臟泵，而是要展示如何在一步中生產它的原理。”

人工心臟泵不僅是幾何形狀複雜的產品，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，研究仍處於起步階段。因此，Petersdorff-Campen的心臟泵是首批使用3D打印製造磁性元件的原型之一。

這位26歲的博士生今年春天開發了原型。Petersdorff-Campen稱他新開發的方法是“嵌入式磁鐵印刷”。關鍵是要確保磁鐵直接在塑料中3D打印。磁粉和塑料在印刷前混合並加工成稱爲長絲的股線。使用FDM技術，這些燈絲作爲噴嘴打印，因爲噴嘴自動輸出計算機生成的形式及其各種組件。然後將印刷的片在外部磁場中磁化。塑料心臟泵原型總共花了15個小時進行打印。

最大的困難之一是長絲的發展：添加到顆粒混合物中的磁性粉末越多，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，直到長絲具有足夠的柔韌性以進行印刷，但仍具有足夠的磁力，”Petersdorff-Campen說。

Petersdorff-Campen在一本學術期刊上發表了他的着作。反應各不相同，他解釋說：“有些人已經在詢問他們可以在哪裏訂購材料。”有人批評3D打印不適合生產醫療設備，因爲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則。”他確信科學家和開發人員值得進一步發展。