原标题：护目镜不够？打印一个——如何帮助抗击疫〓情？

新冠疫情在世界☉范围爆发，各国医疗系统超负荷运转。面对汹涌疫情，中世纪的人们也许只≡能束手就擒，但在当今△社会，除了医学进步◣，其他新技术的发展也为我们提供了很多对抗病魔的武器，比如， 3D打印技术。

由于医疗物资需求激◎增，全球供应链承担着巨大的压力。一些3D打印技术公司加入了救火队员的行列，从检测用品到个人※防护用品……3D打印技术派上了大用场。

鼻咽拭子不∑　够？打印！

美国马→萨诸塞州Formlabs公司主营业务▽是销售。2020年3月，他们突然№接到了一笔大订单： 生产10万支鼻咽拭子㊣，每天。

鼻咽拭子◆是一种带有鬃毛的柔性小棒，可以插入待检验人员↓的鼻子中采集分泌▅物样本。这看似不起眼的小玩意Ψ 儿，却是进行Covid-19检测的必需品▓↘◣ [1]。

鼻咽拭子是进行Covid-19检测的必需品 | Wikimedia Commons

为了提高鼻咽拭子供应量，美国食品药品监督管理局 （FDA）与多家研究机构进行协ξ商，共同制定了一份指南，指导通过3D打印技术制造鼻咽拭ξ　子。于是，包括 Formlabs在内㊣的多家，纷纷开足马力制造鼻咽拭√子， 预期总产量很快●提高到每周400万个。

3D打印制造

鼻咽拭子只※是抗疫战线中的一个小环节。对抗█新冠疫情， 更重要的设备◇是呼吸机】。呼吸机，顾名思义，用来帮▓助病人呼吸，也是治疗新冠肺炎这类疾病的必需品。

呼吸机←可以重复使用㊣　，但其中的连接管路、面罩阀门等关键零件多为需要替换的一次性产品，如果这些零件出现供应短缺，就会影〖响呼吸机的使用，进而◣影响患者的治疗。

此时，3D打印技术凭借快「速设计、个性化生∩产、无需︽模具等优势，成为了医疗体系●中的一根“救命稻草”。

3D打印的牙╳齿 | 图虫创意

在意大利，医院普遍使用文丘里氧气面罩，其中的关键零部件，就是 文丘里阀（Venturi valve），通过调节阀门的粗细，可以改变面罩内氧气的浓度。

文丘里面罩 | 参考资料[2]

但文丘＠ 里阀是消耗品，每8小时就需要更换，以防止病毒滋生和交叉感染。2020年3月13日，意大利北部伦巴第◣大区布雷西亚省基亚里的一家地方医院】，一度陷入◆了文丘里阀消耗殆尽的情况，多位患者的生命面临威胁，于是医院向外界发出求助。一家名为Isinnova的科技公司立刻伸出援手，直接将一台3D打印机带到了医■院， 在短短数小时内就◥完成了模型设计并启动々了生产▼。

随后24小时内，技术员们利用6台3D打印ζ　机成功生产出100个文丘里阀，缓解了ζ　医院的燃眉之急，也为挽救患者生命争取了时间。

意大利技术创新部长肯定3D打印文丘里阀的积极作〓用 | twitter

个人防护物♀资，

3D打印◤也带来了新的答案

除了检测用品和治疗仪ξ器，面罩、护目镜之类的防护物资对保护『奋战中的医护人员也是必不可少。但是，这些防护用品①的供不应求，一度也成为世界性的『难题。

如何快速制造个人防护物□　资？3D打印再次提供①了解决方案。

通过模型的优化设╱计，美国哥伦比亚大学的研究人员利用3D打印技※术极大缩短了制造防护面具的时间， 仅需原♂有时间的三分之二，就可以打造出满足☉医护需求的面罩[3]。

面罩的3D打印过程、面罩分装◤和将面罩送到医护人员手中 | 参考资料[3]

对抗新冠肺【炎过程中，口罩消耗量巨∞大，一度告急，而且，现有的口罩设计也有一定的改卐进空间，比如通↓气阀的过滤性能尚有欠缺。Mirai Productions公司的研究人√员 重新设︼计了3M口罩上的■换气塞，并利用3D打印技术将它们打印出来。这些新型换气塞可∞以提高对气雾液滴的防护能→力，从而更〓好地防止病毒传播 [4]。

3M口罩上的换气塞 | 图虫创意

重要的防╳护用品还包括护目镜。北京大⊙学第一医院呼吸科主任王广发曾复盘自己感染新冠肺炎◥的过程，分析原因极有可能是未佩戴护ㄨ目镜导致。 国内的3D打印公司迅速参与到护目镜生产中来，比如， 2020年2月，湖南云箭集团仅用一周时间，就实现从零研制到定型ㄨ生产，生产的第一批500套护目镜2月10号就驰援抗“疫”一线 [5]；甘肃普瑞特科技有限公司在兰州周边医院采∮集了100多例㊣医护人员面部数据，经过反复试验和试穿戴，最终确定生产尼龙和树脂两种材质的护目镜，2020年3月初，“不会产生水雾和勒痕”的护目镜也已经送】到了兰州部分医院医护人员手中 [6]。

除了佩戴舒适，更▅重要的是，3D打印过程 可以在几乎没有人员参与的卐情况下进行，这样生产的防护物资可以最大程度减少感染风险。

湖南云箭集团有限公司利用3D打印█技术生产医用护目镜 | www.861china.com

能否㊣直接打印一个“肺”？

即使有新技术加持，生命在疾病面前仍是脆弱的。新冠肺炎对病人〇肺部损伤巨大，有些患者需要移植肺移植手术，但并非▅所有患者都能幸运地等来适合的肺源。

首例新冠肺炎病例双肺移植手术 | 澎湃新闻

现在，3D打印已▅经可以制造出耳朵、血管和』骨头……那么，有没有可能，3D打▓印一个肺？

有可能的，虽然这要比打印医疗物资难①太多。最主要的难题在于： 肺部的气道和血管互】相交织，形成了复杂的三维拓扑结构。

2019年，来自美国莱斯大学等机构的研究者们合作开发了一种分形拓】扑算法，为复杂缠绕的血管提供了一↑种有效的建模方法 [7]。在这一建模」方法的基础上，研究人员用数字技术将建好的模型分割成数千个单独的层，并使用柔软的生物相容性凝▽胶作为原料，进行高精度○的逐层打印，最终〓成功打印出了一个人工肺，可以将空气泵○入以模仿呼吸，当〗血液流过“肺”中网络时，就可←以为红细胞提供氧气。

错综缠绕的血管网络 | 参考资料[7]

得益于3D打印的精确控制，这个仅有硬币大小的人工肺，其 内部最小的血管直径只有0.3毫米——这项研究目前只是对3D打印肺部做＠出了初步的尝试，与能够实际应用还有很ξ　大差距。

比硬币＠还小的3D打印肺部 | 参考资料[8]

好在，对技术←的探索，科□学家一直在继续。

“危”与“机”往往相生相伴，在这次疫情期间，曾在【大众认知中被视为“新鲜黑科技”的3D打印技术，由于可定制、 高度灵活等特点，为医疗领域提供了很大助力。前路漫漫，或许它可以做更多。

作者名片

作者：小希

编辑：圆的方块

题图来源： www.861china.com

[1]https://www.3dprintingmedia.network/3d-printed-airway-stents-fda-approved/

[2] Tokarczyk A. J., Greenberg S. B., Vender J. S. Oxygen Delivery Systems, Inhalation Therapy, and Respiratory Therapy. Benumof and Hagberg's Airway Management (Third Edition), 2013, 301-323.

[3]https://blogs.cul.columbia.edu/spotlights/2020/03/23/columbia-university-librarians-provide-guide-and-design-for-3d-printable-face-shields/

[4]https://www.3dprintingmedia.network/hong-kong-makers-fought-covid/

[7]Grigoryan B., et al. Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels. Science, 2019, 364, 458-464 DOI: 10.1126/science.aav9750

[8]Queeny Dasgupta1 and Lauren D. Black III (2019) A FRESH SLATE for 3D bioprinting. Science. DOI: 10.1126/science.aay0478

原标题：护目镜不够？打印一个——如何帮助抗←击疫情？

新冠疫情在世界范围爆发，各国医疗系统超负荷运转。面对汹涌疫情，中世纪的人们也许只能束手就擒，但在当今社会，除了医学进步，其他新技术的发展也为我们提供了很多对抗病魔的武器，比如， 3D打印技术。

由于医疗物资需求激增，全球供应链承担着巨大的压力。一些3D打印技术公司加入了救火队员的行列，从检测用品到个人防护用品……3D打印技术派上了大用场。

鼻咽拭子不够？打印！

美国马萨诸塞州▆Formlabs公司主营业务是销⌒　售。2020年3月，他们突然接到了一笔大订单： 生产10万支鼻咽拭子，每天。

鼻咽拭子是一种带有鬃毛的柔性小棒，可以插入待检验人员的鼻子中采集分泌物样本】。这看似不⌒起眼的小玩意儿，却是进行Covid-19检测的必需品 [1]。

鼻咽拭子是进行Covid-19检测的必需品 | Wikimedia Commons

为了提高鼻咽拭子供应量，美国食品药品监督管理局 （FDA）与多家研究机构进行协商，共同制定了一份指南，指导通过3D打印技卐术制造鼻咽拭子。于是，包括 Formlabs在内的▼多家】，纷纷开足马力制造鼻咽拭子， 预期总产量很快提高到每★周400万个。

3D打印制造

鼻咽拭子只是抗疫战线中的一个小环节。对抗新冠★疫情， 更重要的设备『是呼吸机。呼吸机，顾名思义，用来帮助病人呼吸，也是治疗新冠肺炎这类疾病的必需品。

呼吸机可以重复使用，但其中的连接管路、面罩阀门等关键零件多为需要替换的一次性产品，如果这些零件出现供应短缺，就会影响呼吸机的使↙用，进而影响患者的治↙疗。

此时，3D打印技︼术凭借快速设计、个性化↓生产、无需模具等优势，成为了医疗体系中的一根“救命稻草”。

3D打印的牙齿 | 图虫创意

在意大利，医院普遍使用文丘里氧气面罩，其中的关键零部件，就是 文丘里阀（Venturi valve），通过调节阀门的粗细，可以改变面罩内氧气的浓度。

文丘里面罩 | 参考资料[2]

但文丘里阀是消耗品，每8小时就需要更换，以防止病毒滋生和交叉感染。2020年3月13日，意大利北部伦巴第大区布雷西亚省基亚里的一家地方医院，一度陷入了文丘里阀消耗殆尽的情况，多位患者的生命面临威胁，于是医院向外界发出求助。一家名为Isinnova的科技公司立刻伸出援手，直接将一台3D打印机带到了医院， 在短短数小时内就完〖成了模型设计并启动了生产。

随后24小时内，技术员们利用6台3D打印机成功生产出100个文丘里阀，缓解了医院的燃眉之急，也为挽救患者生命争取了时间。

意大利技术创新部长肯定3D打印文Ψ 丘里阀的积极作用 | twitter

个人防护物◎资，

3D打印也带来了新的▃答案

除了检测用品和治疗仪器，面罩、护目镜之类的防护物资对保护奋战中的医护人员也是必不可少。但是，这些防护用品＠的供不应求，一度也成为世◤界性的难题。

如何快速制造个人防护物资？3D打印再次提供◤了解决方案。

通过♂模型的优化设计，美国哥伦比亚大学的研究人员利用3D打印技术极大缩短了制造防护面具的时间， 仅需原有时间的三分之二，就可以打造出满足︾医护需求的面罩[3]。

面罩的3D打印过程、面罩分装☆和将面罩送到医护人员手中 | 参考资料[3]

对抗新冠肺炎〖过程中，口罩〇消耗量巨大，一度告急，而且，现有的口罩设计也有一定的改进空间，比如通气阀的过滤性能尚有欠缺。Mirai Productions公司的研究人♀员 重新设计了3M口罩上的换气塞，并利用3D打印技术将它们打印出来。这些新型换气塞可以◣提高对气雾液滴的防护能力，从而更好地防止病毒传播 [4]。

3M口罩上的换气塞 | 图虫创意

重要的防护用品还包括护目镜。北京大学第一医院※呼吸科主任王广发曾复盘自己感染新冠肺炎的过程，分析原因极有可能◤是未佩戴护目镜导致。 国内的3D打印公司迅速参与到护目镜生产中来，比如， 2020年2月，湖南云箭集团仅用一周时间，就实现从零研制到定型生产，生产的第一批500套护目镜2月10号就驰援抗“疫”一线 [5]；甘肃普瑞特科技有限公司在兰州周边医院采集了100多例医护人员面部数据，经过反复试验和试穿戴，最终确定生产尼龙和树脂两种材质的护目镜，2020年3月初，“不会产生水雾和勒痕”的护目镜也已经送到了兰州部分医院医护人员手中 [6]。

除了佩戴舒适，更重要的是，3D打印过程 可以在几乎没有人员参与的情况下进行，这样生产的防护物资可以最大程度减少感染风险。

湖南云箭集团有限公司利用3D打印技术生产医用护目镜 | www.861china.com

能否直接打印一个“肺”？

即使有新技术加持，生命在疾病面前仍是脆弱的。新冠肺炎对病人肺部损伤巨大，有些患者需要移植肺移植手术，但并非所有患者〇都能幸运地等来适合的肺源。

首例新冠肺炎病例双肺移植手术 | 澎湃新闻

现在，3D打印已经可以制造出耳朵、血管和骨头……那么，有没有可能，3D打印一『个肺？

有可能的，虽然这要比打印医疗物资难太多。最主要的难题在于： 肺部的气道和血管互相交织，形成了复杂的三维拓扑结构。

2019年，来自美国莱斯大学等机构的研究者们合ㄨ作开发了一种分形拓扑算法，为复杂缠绕的血管提供了一种有效的建模方法 [7]。在这一建模方法的基↙础上，研究人员用数字技术将建好的模型分割成数千个单独的层，并使用柔软的生●物相容性凝胶作为原料，进行高精度的逐层№打印，最终成功打印出了一个人工肺，可以将空气泵入以模仿呼吸，当血液流过“肺”中网络时，就可以为红♀细胞提供氧气。

错综缠绕的血管网络 | 参考资料[7]

得益于3D打印的精确控制，这个仅有硬币大小的人工肺，其 内部最小的血管直径只有0.3毫米——这项研究目前只是对3D打印】肺部做出了初步的尝试，与能够实际应◆用还有很大差距。

比硬币还小的3D打印肺部 | 参考资料[8]

好在，对技术的探索，科学家一直在继续。

“危”与“机”往往相生相伴，在这次疫情期间，曾在大众认知中被视为“新鲜黑科技”的3D打印技术，由于可定制、 高度灵活等特点，为医疗领域提供了很大助力。前路漫漫，或许它可以做更多。

作者名片

作者：小希

编辑：圆的方块

题图来源： www.861china.com

[1]https://www.3dprintingmedia.network/3d-printed-airway-stents-fda-approved/

[2] Tokarczyk A. J., Greenberg S. B., Vender J. S. Oxygen Delivery Systems, Inhalation Therapy, and Respiratory Therapy. Benumof and Hagberg's Airway Management (Third Edition), 2013, 301-323.

[3]https://blogs.cul.columbia.edu/spotlights/2020/03/23/columbia-university-librarians-provide-guide-and-design-for-3d-printable-face-shields/

[4]https://www.3dprintingmedia.network/hong-kong-makers-fought-covid/

[7]Grigoryan B., et al. Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels. Science, 2019, 364, 458-464 DOI: 10.1126/science.aav9750

[8]Queeny Dasgupta1 and Lauren D. Black III (2019) A FRESH SLATE for 3D bioprinting. Science. DOI: 10.1126/science.aay0478