勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種改進(jìn)雙光子光刻(TPL)的方法，這是一種納米級(jí)的3D打印技術(shù)，可以幫助醫(yī)生進(jìn)行X射線CT掃描，分析人體內(nèi)的3D打印植入物。

     與大多數(shù)激光3D打印技術(shù)不同的是，雙光子光刻技術(shù)在分辨率上受到3D打印機(jī)激光點(diǎn)大小的限制，因此可以將打印分辨率提高到極致。這是因?yàn)門PL（通常涉及使用載玻片，透鏡和浸沒(méi)油）使用光致抗蝕劑材料，其同時(shí)吸收兩個(gè)光子而不是一個(gè)光子。

近日，LLNL研究人員通過(guò)對(duì)3D打印過(guò)程使用抗蝕劑材料有了一些重要發(fā)現(xiàn)，找到了大幅提高TPL的分辨率的方法。他們的發(fā)現(xiàn)是將整個(gè)過(guò)程顛倒過(guò)來(lái) - 將抗蝕劑材料直接應(yīng)用到鏡頭上，并將3D打印機(jī)的激光器通過(guò)抗蝕劑進(jìn)行對(duì)焦，可以打印出尺寸小于150納米但高度仍為幾毫米的三維微結(jié)構(gòu)。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，可以將3D打印過(guò)程中使用的光敏聚合物抗蝕劑的衰減提高10倍以上，增加（或減少）抗蝕劑能夠吸收的X射線。這是通過(guò)“折射率匹配”使得抗蝕劑材料的折射率與透鏡的浸入介質(zhì)匹配實(shí)現(xiàn)的，從而允許3D打印機(jī)的激光以最小的干擾進(jìn)行傳遞。通過(guò)部署這種指數(shù)匹配技術(shù)，LLNL團(tuán)隊(duì)表示，TPL最終可用于3D打印更大的部件，小至100納米。

LLNL研究人員發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)抗x射線吸收能力還有另一個(gè)重要的連鎖效應(yīng)。通過(guò)制作吸收更多的x射線的3D打印物體，研究人員理論上可以制作3D打印的身體植入物，使用外部x射線CT掃描儀或其他成像設(shè)備檢查。

由于3D打印植入物的調(diào)諧特性使其對(duì)CT掃描儀高度可見，因此醫(yī)生不需要移除這種植入物以查看是否具有例如內(nèi)部缺陷。

這些可調(diào)諧材料也有藥用之外的用途。研究人員說(shuō)，優(yōu)化的TPL過(guò)程可用于建立國(guó)家點(diǎn)火裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，LLNL的大型激光慣性約束聚變（ICF）研究設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)聚變點(diǎn)火。這個(gè)過(guò)程的其他用途還包括3D打印光學(xué)和機(jī)械的超材料，以及3D打印的電化學(xué)電池。

目前的重點(diǎn)是通過(guò)并行化來(lái)加快打印過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)更小的特性和更高的功能。研究人員認(rèn)為3D打印過(guò)程終有一天會(huì)被用來(lái)制造關(guān)鍵部件。