隨著材料科學、微加工技術和現代醫學的融合發展，微針作為微創介入診療領域的一項突破性技術，憑借其能夠穿透皮膚角質層、顯著提升藥物遞送效率及實現生物標志物實時監測的優勢，已成為生物醫學工程前沿的重要研究方向。

近日，土耳其科奇大學發表于《Advanced Materials Technologies》的研究展示了利用微納3D打印技術制備的超親水空心微針貼片，該貼片能夠有效采集皮膚組織間液（ISF）并實現生物標志物的現場檢測。在這項突破性研究中，摩方精密的microArch® S230（精度：2μm）3D打印系統發揮了關鍵作用，為微針結構的精密制造提供了核心技術支撐。

組織間液作為細胞生活的直接液體環境，占細胞外液的約75%，其生物標志物組成與血液高度相似。研究表明，ISF中包含了豐富的疾病相關指標，有望成為替代傳統血液診斷的理想樣本源。然而，ISF在皮膚真皮層中的含量極低，提取技術面臨重大挑戰。傳統的ISF采集方法，如吸皰法和活檢穿刺，不僅會給患者帶來不適和皮膚損傷，還可能因組織損傷導致生物標志物濃度失真。微透析技術則需要數小時才能完成采樣，且膜通透性限制了可采集分析物的范圍。

因此，開發能夠快速、提取足量ISF（≥1μL）的新技術成為當務之急。在這項研究中，研究團隊采用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術，成功制備了具有優異機械性能和生物兼容性的多通道空心微針。通過摩方精密microArch® S230 3D打印系統，研究人員設計并制造了不同高度、基底直徑和微通道數量的圓錐形微針陣列。每個微針貼片包含10×10陣列的微針，覆蓋面積為16×16mm2。掃描電子顯微鏡（SEM）分析顯示，制備的微針針尖直徑約為5μm，與基于光刻技術制備的微針針尖半徑相當。

隨后本研究通過化學氣相沉積在微針通道表面涂覆二氧化硅層，顯著提高了親水性，從而增強了通過微通道的ISF吸附能力。改性后，微針的靜態水接觸角從約72°降至9°，表明親水性得到顯著改善。這種超親水涂層使微針能夠從瓊脂糖凝膠中提取液體，而未經處理的微針無法從瓊脂糖凝膠中提取任何液體。二氧化硅涂覆的微針在插入瓊脂糖凝膠后幾秒鐘內即可填充藍色染液，展現出被動液體吸收能力。力學性能測試表明，3D打印微針在壓縮、剪切和穿透力下均表現出優異的機械性能。在高達0.40 N/針的壓縮載荷下，微針未出現斷裂跡象，證實了其穿透皮膚而不會發生機械屈服的機械強度。

隨后，細胞毒性實驗驗證了3D打印微針貼片在二氧化硅涂層前后的生物相容性。與對照組相比，浸泡在含有微針的培養基中的細胞在24小時和72小時后表現出相當的細胞活力，表明3D打印微針在涂層前后均無毒性作用。

研究人員通過將比色分析法集成到微針貼片中，實現了對取樣液體中生物標志物的直接、定量分析。并選擇尿素和pH作為目標生物標志物，集成的微流體室包含基于紙質的尿素和pH比色分析法，用于檢測提取的ISF中的尿素和pH水平。實驗結果顯示，該貼片能夠有效檢測ISF中的尿素和pH水平，檢測范圍覆蓋生理相關濃度。尿素檢測的線性相關系數R2=0.98，檢測限為0.83 mM，表明該方法在實際應用中的可行性和有效性。

這項研究開發的超親水微針貼片可集成到各種ISF設備中，擴展其用于檢測ISF中多種生物標志物的應用，被動ISF提取能力為連續健康監測設備的設計和生產提供了重大進展。

這一突破性研究體現了微納3D打印在生物醫學領域的巨大應用潛力。為綜合提升設備打印效率，S230升級為S230A，在延續2μm超高打印精度優勢的同時，其集成的自動水平調節系統實現了平臺自動調平、繃膜動態校準與滾刀智能調節等關鍵工序的自動化。

S230A通過智能化的工藝參數優化，在保證表面質量和尺寸精度的前提下，實現生產效率的大幅提升，滿足生物醫療領域的超高精度3D打印需求，包括微針、微流控、器官芯片、仿生器件等精密結構制備。

未來，這種超親水微針貼面有望廣泛應用于臨床研究、制藥進展、化妝品和連續健康監測等領域，特別是在需要頻繁監測生物標志物的慢性病管理方面具有廣闊前景。結合摩方精密的微納3D打印技術，研究人員和工程師能夠開發出更為精準、舒適的健康監測設備，為個性化醫療開辟新的可能性。