问题是，目前的导管都是标准的大小和形状，这意味着它们不能满足所有早产儿的需求。美国东北大学机械和工业工程系助理教授Randall Erb指出：“新生儿护理时，每个孩子都有不同的大小，每个宝宝都有各种不同的问题。如果你可以打印一个导管，它的几何形状是个体特异性的，那么你就可以把它插入到某一个临界点，从而避免穿刺静脉，还可以加速内容物的传递。”
Erb的研究团队开发出一种创新的3D打印技术，利用磁场域将复合材料——塑料和陶瓷的混合结构，塑造成患者特异性的产品。他们正在开发的生物医学设备，其中包括导管，将比目前的模型更强大和更轻，有了这些定制设计，就可以确保更贴切的拟合。相关研究结果发表在十月二十三日的《Nature Communications》。
回归自然
博士生Joshua Martin帮助设计并运行了这项研究的许多实验，他说，其他人在三维打印时用复合材料。Erb和Martin说，他们这项技术的突出之处在于，使我们能够控制陶瓷纤维是如何被安排的，因此控制着材料本身的机械性能。
如果你正在制造具有复杂结构的设备，比如定制微型的生物医疗设备，那么这个控制是至关重要的。在一种患者特异性的设备中，转角、曲线和孔洞，必须通过安排在正确配置的陶瓷纤维而得以加固，以使设备更加耐用。这是许多天然复合材料（从骨头到树状结构）采用的策略。
活性氧检测用高选择性荧光探针 终端首次试用.
考虑到人骨的结构。磷酸钙的纤维——骨的矿物成分，自然围绕着血管的孔洞，以确保骨骼的强度和稳定性，从而使你的股骨能够承受每日慢跑。
Martin解释说：“我们效仿大自然，选取非常简单的构建模块，但是将它们组织起来的方式，会产生真正令人印象深刻的机械性能。”Erb和Martin的三维印刷法，利用磁性，使每个微小的纤维排列的方向，精确地符合打印道具的几何形状。
Erb说：“我们现在合成生产的都是架构类。我们的另一个目标是，使用磷酸钙纤维和生物相容性塑料，来设计外科植入物。”
磁吸力
磁性是他们这项3D打印技术中的决定性因素。最初，Erb是在2012年《Science》上发表的一篇论文中，描述了磁性在复合材料制作过程中的作用。
研究人员首先“磁化”了陶瓷纤维，用氧化物非常轻松地粉化它们，Martin指出，氧化铁已被FDA批准用于药物传递应用。然后，他们将超低磁场应用到符合材料的各个部分——浸入液态塑料的陶瓷纤维，以按照他们打印产品的精确规格，来排列纤维。
在《Science》这篇论文附带的一个视频中，你可以看到，磁场被打开时，纤维涌向一起。Erb说：“磁场是很容易应用的，它们是安全的，而且它们不仅能穿透我们的身体，也会穿透很多其他的材料。”
最后，在一个称为光固化快速成型（stereolithography）的过程中，他们用一种计算机控制的激光束硬化塑料，一层一层地构建了产品。每6×6英寸的层次，只需要一分钟的时间来完成。
Martin说：“我认为，我们的研究为材料科学研究，开辟了一个新的前沿。很长一段时间以来，研究人员一直想努力设计出更好的材料，但理论和实验之间一直存在着差距。有了这项技术，我们终于进行了初步的研究，我们可以从理论上确定，一个特定的纤维结构可导致改良的机械性能，我们也可以生产这些复杂的架构。”
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