引言
2026年5月，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究团队在体积3D打印领域取得了里程碑式的突破。他们在《先进材料技术》期刊上发表的研究成果显示，基于全息光学断层扫描的体积增材制造（TVAM）技术效率提升了70倍，实现了在数秒内打印出含有活细胞的复杂类组织结构。这项技术突破解决了长期以来困扰体积生物3D打印的核心瓶颈——打印速度与细胞存活率之间的矛盾，为组织工程和再生医学开辟了全新的可能性。
体积3D打印的技术演进
EPFL团队自2017年起便深耕体积3D打印技术领域。与传统逐层堆叠的FDM或SLA打印方式不同，体积3D打印通过同时从多个角度向光敏树脂容器投射激光，使整个三维结构在数秒内一次性固化成型。这一原理上的优势使其在生物打印领域具有天然吸引力：快速成型减少了细胞在打印环境中的暴露时间，显著提高了细胞存活率。然而，早期TVAM系统的效率受到激光散射和吸收的限制，打印高精度的复杂结构需要较长的曝光时间，导致细胞存活率下降。EPFL团队此次开发的全新全息光学平台，通过独立控制激光束的相位，大幅提升了光能利用效率，使打印时间从分钟级缩短至秒级，效率提升了整整70倍。
活细胞兼容性的关键突破
EPFL团队此次突破的核心在于其首创的全息光束塑形技术。研究团队开发了一种新型的光学器件，能够精确控制激光束在光敏树脂容器内部的三维相位分布。这一技术使得光能集中在需要固化的区域，大幅减少散射造成的能量浪费。在活细胞兼容性验证实验中，研究团队将人类间充质干细胞与光敏生物水凝胶混合，使用全息TVAM技术在数秒内打印出具有精细内部血管网络结构的组织支架。细胞存活率测试显示，超过90%的细胞在打印后保持活性，并在后续培养中正常增殖和分化。这一结果远超传统的逐层生物3D打印方法，证明全息TVAM技术具有出色的细胞友好性。
组织工程应用的广阔前景
这一突破对组织工程和再生医学领域具有深远影响。传统的组织工程方法面临两大核心挑战：一是难以构建具有复杂内部血管网络的大体积组织，而血管网络是维持组织存活和功能的关键；二是制造过程耗时较长，细胞在体外暴露时间过长会降低活力。EPFL的全息体积3D打印技术同时解决了这两个问题。高精度的全息光场控制使得构建多尺度血管网络成为可能，而秒级的成型速度则最大限度地保护了细胞活性。该技术可应用于制备人工皮肤、软骨、骨骼和血管移植物等多种组织工程产品。研究团队下一步计划将该技术与诱导多能干细胞（iPSC）技术结合，探索个性化组织和器官制造的可能性。
总结
EPFL团队全息体积3D打印技术的70倍效率提升，是生物增材制造领域一项具有里程碑意义的技术突破。它证明了体积光固化技术能够在保留细胞活性的前提下快速制造复杂组织工程支架，为再生医学领域带来了一种全新的工具。随着技术的进一步成熟和生物墨水的持续优化，全息TVAM技术有望在未来十年内推动组织工程从实验室研究走向临床应用的跨越式发展。（文章来源：EPFL官方新闻稿、3Dnatives、Manufactur3D Magazine）