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本文聚焦有机硅在生物医学领域的增材制造（AM）应用。有机硅独特的柔韧性与 AM 精确的几何打印能力相结合，能制造多种复杂生物医学产品。同时，制造过程面临诸多挑战，却也推动着创新研究的发展。
有机硅在生物医学应用中的增材制造概述
几十年来，有机硅基弹性体的制造一直是研究热点。如今，增材制造（AM）技术的兴起，为有机硅在工业领域的广泛应用带来新契机。AM 技术能够解决传统制造方法在使用有机硅制造部件时面临的难题，让有机硅在生物医学领域的应用更加广泛和深入。
有机硅材料具有独特的柔韧性，这一特性使其在生物医学应用中具有先天优势。而 AM 技术则拥有精确的几何打印能力，二者强强联合，创造出许多令人惊叹的成果。例如，能够制造出具有表面功能化特性的复杂微流体结构。这些微流体结构在生物医学检测、药物输送等方面发挥着重要作用，可以实现对生物样本的精确处理和分析，以及药物的精准释放 。
在仿生学领域，利用有机硅和 AM 技术制造的仿生手指，不仅在外形上高度仿真，而且在功能上也能模拟真实手指的部分动作和触感，为假肢制造带来了新的突破，有望为肢体残疾患者提供更加接近真实体验的假肢产品。
可穿戴设备也是有机硅与 AM 技术结合的重要应用领域。通过这种技术制造的可穿戴设备，能够更好地贴合人体曲线，具备良好的生物相容性，可实时监测人体的各项生理指标，如心率、血压、体温等，为健康监测和疾病预防提供了便利。
在医疗康复领域，定制化的产品需求日益增长。利用有机硅和 AM 技术，可以制作定制的鼻假体、运动护齿器等。这些定制产品能够根据患者的具体需求和身体特征进行个性化设计和制造，提高了产品的适配性和使用效果。对于心脏瓣膜替换手术，通过该技术制造的心脏瓣膜，在结构和性能上更接近人体天然心脏瓣膜，有望改善心脏疾病患者的治疗效果和生活质量。
然而，有机硅在增材制造过程中也面临着一系列挑战。首先是有机硅树脂的配方问题，需要调配出具有合适黏度的树脂。黏度不合适会影响打印过程的顺利进行，例如黏度过高会导致打印困难，过低则可能使打印结构无法成型。
有机硅的固化过程相对较慢，这在一定程度上限制了生产效率。而且有机硅具有剪切稀化的特性，在打印过程中，当受到剪切力时，其黏度会发生变化，这增加了打印过程控制的难度。
打印悬空结构和小尺寸部件时，也存在技术难题。悬空结构在打印过程中容易出现坍塌，而小尺寸部件对打印精度要求极高，现有的技术在打印速度和分辨率方面还不能很好地满足需求，打印速度过快会导致分辨率下降，而追求高分辨率则会降低打印速度。
尽管面临这些挑战，但正是这些问题成为了推动相关研究不断创新的动力。科研人员们正在积极探索新的材料配方、改进打印工艺和设备，致力于克服这些困难，让有机硅增材制造在生物医学领域发挥更大的作用，为人类健康事业带来更多的福祉 。未来，随着技术的不断进步，有机硅增材制造有望在生物医学领域取得更多突破，开发出更多新颖、高效的医疗产品，改善患者的治疗体验和生活质量。
