维度网讯，瑞士洛桑联邦理工学院的研究团队推出一种体3D打印平台，据称能效较以往技术提高70倍。该系统采用全息成形的激光，以接近临床的规模制造类组织结构。这一成果基于断层扫描体积增材制造工艺，通过激光固化旋转试管中的光敏树脂来形成目标几何形状。早期全息方法通过调控光波相位，而非振幅或亮度来编码3D形状，从而优化了传统技术，保留了更多激光可用功率。

研究团队的应用光子器件实验室进一步引入设备，可直接控制体打印系统中光束的相位。研究团队指出，此前在此背景下尚未展示过类似能力。使用一个150毫瓦的激光二极管，该平台在数秒内固化毫米尺度的物体，在数分钟内固化厘米尺度的物体。

生物介质对光的散射通常给生物打印带来问题，导致打印质量下降。该平台通过自修复光束解决这一问题，这是相位控制全息投影的一项特性，即使在含细胞的树脂等光散射环境中也能保持分辨率。应用光子器件实验室主任Christophe Moser表示：“我们方法所展示的效率和精度，终于使得在接近临床尺度上生物打印类组织结构成为可能。”他补充道：“我们打印的结构比以前全息方法所能达到的要大得多，尽管嵌入细胞增加了光散射。”

在实验测试中，团队用明胶基树脂打印了一个真人大小的人类耳朵。在另一个体积为64立方毫米的构建物中，嵌入的活细胞在六天后仍然存活，并形成有组织的网络。研究人员还将光引擎与一种散斑减少策略结合，以应对可能产生颗粒状表面光洁度的随机光干扰。该研究第一作者、博士生Maria Alvarez-Castaño表示：“我们的方法使体打印更接近真实规模的植入物，以及使用低功率激光源进行生物兼容制造。”该研究发表在《光：科学与应用》期刊上。

研究团队称，未来工作将集中在提高投影保真度，并研究在高细胞密度生物树脂中光束整形的极限。后续工作还可能涉及直接在现有物体上或周围进行打印，以及通过预测性树脂化学建模实现更精确的微尺度几何形状形成。研究人员还报告了在静态全息打印方法上的进展，该方法将图像投影到静止的试管上而无需旋转，有望进一步简化断层扫描体积增材制造工艺。

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