北京
導讀：2026年初，清華大學研究團隊提出數字非相干全息光場合成新方法，在0.6秒時間內打印出毫米級物體，現在體積3D打印領域又迎來新突破。
南極熊獲悉，2026年5月，洛桑聯邦理工學院（EPFL）發布了一項重量級研究成果：一套基于斷層掃描的體積3D打印平臺，能源效率較以往技術提升了70倍，更重要的是可以打印厘米級的物體。研究人員使用明膠樹脂打印了一個真人大小的耳朵，并植入了活體細胞。
相關研究以題為“High-efficiency multi-scaleholographic volumetric 3D printing with a phase light modulator”的論文發表在《光：科學與應用》雜志上。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41377-026-02331-4
這項研究 基于斷層掃描體積增材制造（TVAM）技術，利用激光將裝有光敏樹脂的旋轉小瓶固化成目標幾何形狀。早期的全息方法通過相位（光波的排列）而非振幅或亮度來編碼三維形狀，從而改進了傳統的TVAM技術。這節省了更多激光的可用功率。
洛桑聯邦理工學院（EPFL）應用光子器件實驗室（LAPD）的研究團隊在此基礎上更進一步，推出了一種能夠直接控制體打印系統中光束相位的器件。研究團隊表示，此前尚未有人在此類應用中展示過這種能力。
TVAM平臺使用 150 毫瓦激光二極管，可在幾秒鐘內固化毫米級物體，在幾分鐘內固化厘米級物體。
通過活細胞進行打印
生物介質對光的散射一直是生物打印領域的一大難題，會導致打印質量下降。LAPD平臺利用自修復光束解決了這一問題。自修復光束是相位控制全息投影技術的一種特性，即使在細胞浸潤樹脂等光散射環境中也能保持分辨率。
洛桑聯邦理工學院應用光子器件實驗室主任克里斯托夫·莫澤表示：“我們的方法所展現出的效率和精確度，最終使得在接近臨床規模上生物打印類似組織的結構成為可能。盡管嵌入的細胞導致光散射增加，但我們打印出的結構比以前使用全息方法實現的結構要大得多。”
在實驗測試中，研究團隊使用明膠樹脂打印了一個真人大小的人耳模型。在另一個體積為 64 立方毫米的模型中，嵌入的活細胞在六天后仍保持活性，并形成了有序的網絡結構。研究人員還將光引擎與散斑抑制策略相結合，以解決可能導致表面粗糙的隨機光干擾問題。
本研究的主要作者、洛桑聯邦理工學院應用光子器件實驗室的博士生MariaAlvarez-Casta?o 說：“我們的方法使體積打印更接近真實尺寸的植入物，并使用低功率激光源進行生物相容性制造。”
研究團隊表示，未來的工作將著重于提高投影保真度，并研究高細胞密度生物樹脂中光束整形的極限。此外，他們還計劃開展直接在現有物體上或周圍進行打印，并通過預測性樹脂化學建模實現更精確的微尺度幾何形狀形成。
研究人員還報告了一種靜態全息打印方法的進展，無需旋轉即可將圖像投射到靜止的小瓶上，這一進展將進一步簡化TVAM工藝。
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