《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展簡報》2024年第06期（總第058期）

增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展公示包含四類增材制造裝備l政策追蹤：財政部、工信部聯(lián)合發(fā)文，中央財政資金支持增材制造等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)l技術(shù)進(jìn)展：利用3D打印治療鈣化主動脈瓣病l行業(yè)動態(tài)：超30家中國增材制造企業(yè)亮相2024北美RAPID+TCT展l典型應(yīng)用：增材制造柔性軸空客A350升力系統(tǒng)部件獲批量生產(chǎn)批準(zhǔn)l成員展示：廣東省科學(xué)院新材料研究所中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立于2016年10月19日，是在工業(yè)和信息化部指導(dǎo)下，由增材制造領(lǐng)域的企事業(yè)單位、高等院校、科研機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等128家相關(guān)單位，按照自愿、平等、互利、合作的原則，共同發(fā)起組成的跨行業(yè)、開放性、非營利性的社會組織，秘書處設(shè)在工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心。聯(lián)盟現(xiàn)有成員400余家，已設(shè)立工作組8個，是中國增材制造領(lǐng)域?qū)哟巫罡?、?guī)模最大的行業(yè)組織。中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟立足于為我國增材制造產(chǎn)業(yè)搭建合作與促進(jìn)平臺，著眼于將政府與產(chǎn)業(yè)界、頂層設(shè)計與企業(yè)實踐緊密結(jié)合起來，致力于支撐行業(yè)管理、聚攏行業(yè)資源、營造創(chuàng)新環(huán)境、促進(jìn)交流合作，助力中國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯1《首臺(套)重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄(2024年版)》公示包含四類增材制造裝備為全面貫徹黨的二十大精神，認(rèn)真落實全國新型工業(yè)化推進(jìn)大會部署，充分體現(xiàn)重大技術(shù)裝備創(chuàng)新發(fā)展成果，支撐優(yōu)化實施首臺（套）重大技術(shù)裝備政策體系，經(jīng)地方工業(yè)和信息化主管部門、央企集團、相關(guān)行業(yè)協(xié)會推薦，專家評審，征求意見等程序，修訂形成的《首臺（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄（2024年版）》目前正在公示。中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書處支撐修訂的《首臺（套）端工業(yè)母機”第六小節(jié)“增材制造裝備”部分對微尺度粉末床熔融裝備，全覆蓋多激光粉末床熔融裝備，超大幅面粉末床熔融裝備，多電子束選區(qū)熔化四類增材制造裝備的核心技術(shù)指標(biāo)做了詳細(xì)說明。圖1文件截圖23(一)財政部、工信部聯(lián)合發(fā)文中央財政資金支持增材制造等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)署通過中央財政資金進(jìn)一步支持專精特新中小企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展工作，為加快推進(jìn)新型工業(yè)化、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、完善現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系提供有力支撐。通知中明確指出，2024—2026年，將聚焦重點產(chǎn)業(yè)鏈、工業(yè)“六基”及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、未來產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域（以下稱重點領(lǐng)域），通過財政綜合獎補方式，分三批次重點支持專精特新“小巨人”企業(yè)（以下稱“小巨人”企業(yè)）高質(zhì)量發(fā)展。圖2通知截圖通知提出，將圍繞科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新相結(jié)合，培優(yōu)企業(yè)與做強產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，通過中央財政資金引導(dǎo)和帶動，充分發(fā)揮地方主動性和積極性，進(jìn)一步提升專精特新中小企業(yè)創(chuàng)4新能力和專業(yè)化水平，增強產(chǎn)業(yè)鏈配套能力，加大對專精特新中小企業(yè)培育賦能，發(fā)揮“小巨人”企業(yè)示范引領(lǐng)作用，促進(jìn)更多中小企業(yè)專精特新發(fā)展。(二)上海發(fā)布專項行動:推動工業(yè)設(shè)備更新和創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用,涵蓋增材制造5月31日，上海市經(jīng)濟和信息化委員會、上海市發(fā)展和改革委員會、上海市財政局等七部門聯(lián)合印發(fā)《上海市推動工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新和創(chuàng)新產(chǎn)品擴大應(yīng)用的專項行動》此次《專項行動》共提出六大行動，涉及21條具體舉措，行動包括：重點領(lǐng)域先進(jìn)設(shè)備更新、技術(shù)改造設(shè)備煥新、數(shù)字經(jīng)濟賦智賦能、綠色低碳轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新產(chǎn)品擴大應(yīng)用、質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)提升。其中，第十五條措施為有序推進(jìn)再制造和梯次利用。明確指出，要發(fā)展汽車零部件、航空發(fā)動機、船舶機械、精密儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域的高端智能再制造，推廣應(yīng)用無損檢測、增材制造、柔性加工等技術(shù)工藝，探索在風(fēng)電光伏序推進(jìn)再制造和梯次利用”意味著政府將支持和鼓勵廢舊產(chǎn)品和材料的回收利用，這為增材制造行業(yè)開辟了新的應(yīng)用場景和市場。5(三)福建省發(fā)布行動方案大力推進(jìn)增材制造材料發(fā)展建省加快新材料推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案（2024—2026年）》。方案提出力爭至2026年，全省新材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超7000億元。方案中突出強調(diào)了增材制造等前沿材料的前瞻布局與發(fā)展，明確重點推動增材制造材料的重點產(chǎn)品穩(wěn)量批產(chǎn)。(四)河北印發(fā)重磅方案增材制造行業(yè)再獲動力加持6月4日，河北省制造強省建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組印發(fā)《河北省加快制造業(yè)技術(shù)改造升級行動方案》，組織實施以新一輪大規(guī)模設(shè)備更新為重要抓手的軟、硬件一體化改造升級行動。到2027年，工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備投資規(guī)模較2023年增長25%。方案提出，以生產(chǎn)作業(yè)、質(zhì)量管控等環(huán)節(jié)為重點，推動數(shù)控機床、增材制造、工業(yè)機器人等通用智能制造裝備更新。6l技術(shù)進(jìn)展鈣化主動脈瓣?。–AVD）是一種活躍、細(xì)胞驅(qū)動、進(jìn)行性疾病，其特征是瓣膜纖維化增厚，隨后發(fā)生葉瓣鈣化、瓣膜狹窄，最終導(dǎo)致心力衰竭和死亡。部分原因是由于缺乏適當(dāng)?shù)膶嶒災(zāi)Ｐ蛠韼椭覀兘⑺幬锔深A(yù)發(fā)展的分子基礎(chǔ)，目前沒有有效的藥物可供使用。主動脈瓣（AV）葉片由其細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）組成的三個不同層次定義：富含膠原的纖維層、富含蛋白多糖的海綿層和富含彈性蛋白的心室層。瓣膜間質(zhì)細(xì)胞（VICs）是AV中最常見的細(xì)胞類型。在生理條件下，VICs是靜止的類成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞，并通過增殖和組織重塑維持瓣膜的穩(wěn)態(tài)。然而，在病理條件下，這些VICs變得活化，并轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞或促鈣化的成骨細(xì)胞樣細(xì)胞，在ECM中積極沉積羥基磷灰石。嵌入在更硬的纖維層中的VICs推動鈣化擴散到海綿層，而相對不受影響的是心室層。因此，能夠在易患疾病的纖維層等環(huán)境中研究VICs的能力對于增加對CAVD病理學(xué)的理解至關(guān)重要。在CAVD中，感受力敏感的瓣膜細(xì)胞對纖維化和鈣化引起的組織硬化做出反應(yīng)，進(jìn)一步推動病理生理過程。由于缺乏（i）能夠重現(xiàn)這種復(fù)雜環(huán)境的適當(dāng)實驗?zāi)Ｐ鸵约埃╥i）對新型工7程主動脈瓣（AV）模型性能進(jìn)行基準(zhǔn)測試，目前沒有藥物治來自美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的ElenaAikawa團隊建立了一種基于生物材料的CAVD模型，模擬了人類易患纖維層的生物力學(xué)特性，并將其3D生物打印到96孔板中。通過液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析細(xì)胞蛋白質(zhì)組和囊泡組，比較了3D生物打印模型與傳統(tǒng)的2D單細(xì)胞培養(yǎng)模型與人類CAVD組織之間的差異。3D生物打印模型高度重現(xiàn)了CAVD細(xì)胞蛋白質(zhì)組（與2D蛋白質(zhì)的70%相比，達(dá)到94%）。將細(xì)胞和囊泡數(shù)據(jù)集整合起來，識別出與AV鈣化普遍相關(guān)的已知和未知蛋白質(zhì)。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團隊研究探討了2D和3D生物工程系統(tǒng)如何重現(xiàn)人類疾病的獨特方面，將多組學(xué)作為一種評估高通量生物工程模型系統(tǒng)的技術(shù)，并為未來的藥物發(fā)現(xiàn)提供了潛力。相關(guān)工作以題為“Intracellularproteomicsandextracellularvesiculomicsasametricofdiseaserecapitulationin3D-bioprintedaorticvalvearrays”的文章發(fā)表在《ScienceAdvances》。圖3發(fā)表截圖8創(chuàng)新型研究內(nèi)容該研究利用細(xì)胞和EV蛋白質(zhì)組學(xué)，通過評估作為靜態(tài)生物力學(xué)特性的函數(shù)發(fā)生的細(xì)胞和EV蛋白質(zhì)組水平的變化，全面而整體地表征體外模型對該疾病的重現(xiàn)。此外，該研究還開發(fā)、驗證并對CAVD發(fā)病機制的3D生物工程模型系統(tǒng)進(jìn)行基準(zhǔn)測試，這些模型系統(tǒng)與高通量藥物篩選平臺兼容。納米壓痕測量的熱圖顯示了水凝膠表面上的空間分辨率一致性的生物力學(xué)測量結(jié)果，并通過定量分析重現(xiàn)了已知的層特異性生物力學(xué)特性。由于鈣化主要發(fā)生在主動脈瓣的纖維質(zhì)層，因此后續(xù)的實驗中使用了類纖維層的水凝膠模型。圖4主動脈瓣模型的3D生物打印9通過展示在96孔板生物打印水凝膠陣列中廣泛調(diào)節(jié)生物力學(xué)特性的能力，使其覆蓋一系列（病理）生物學(xué)相關(guān)的硬度范圍，隨后的實驗專注于與疾病相關(guān)的類纖維層水凝膠，重現(xiàn)了易患疾病的主動脈瓣區(qū)域的生物力學(xué)特性。先前的研究已經(jīng)顯示，培養(yǎng)14天后，VIC封裝的水凝膠模型在不同培養(yǎng)條件下的鈣化情況存在顯著差異，借此指導(dǎo)了該研究的培養(yǎng)時間表。在正常培養(yǎng)基（NM）或兩種刺激鈣化的培養(yǎng)基：有機磷酸鹽成骨培養(yǎng)基（OM）或無機磷酸鹽促鈣化培養(yǎng)基（PM）中培養(yǎng)14天后，類纖維層水凝膠中的VIC在所有培養(yǎng)基類型和重復(fù)實驗中維持了較高的存活率（圖2A，頂部和B，左側(cè)）。瓣膜鈣化可以是不同過程的產(chǎn)物，例如類骨母細(xì)胞樣VIC的活性礦物沉積，或與細(xì)胞凋亡相關(guān)的鈣化，后者通常被認(rèn)為是體外培養(yǎng)的人工過程。末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的脫氧尿苷三磷酸核苷酸末端標(biāo)記（TUNEL）染色顯示，在所有水凝膠和培養(yǎng)條件中，幾乎沒有與細(xì)胞凋亡相關(guān)的細(xì)胞死亡，證實鈣化很可能不是由細(xì)胞死亡相關(guān)的鈣示蹤劑（Osteosense680）對類纖維層96孔水凝膠陣列中的鈣化進(jìn)行了評估。圖5在有機磷酸鹽和無機磷酸鹽培養(yǎng)基條件下，培養(yǎng)在類纖維層水凝膠中的VICs保持存活，并誘導(dǎo)鈣化一旦細(xì)胞存活和鈣化誘導(dǎo)得到確認(rèn)，該研究使用基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)方法評估了3D生物打印的VIC水凝膠CAVD陣列條件下與傳統(tǒng)的2DVIC單細(xì)胞培養(yǎng)條件下分別對原生CAVD組織表型的重現(xiàn)能力（CAVD）。在3D和2D條件下，鑒定出了超過2500種蛋白質(zhì)，兩種體外模型之間的鑒定蛋白質(zhì)的重疊率超過99%。為了去除培養(yǎng)準(zhǔn)備過程中可能產(chǎn)生的潛在背景污染物，該研究還探究了僅含細(xì)胞外水凝膠的蛋白質(zhì)組，并對其與Hathewayahistolytica（膠原酶來源）、豬（GelMA/HAMA來源）、牛（培養(yǎng)血清來源）和人類（用于識別目標(biāo)蛋白質(zhì)組同源性）蛋白質(zhì)組進(jìn)行了比對。隨后的分析中包括了CAVD組織來源的細(xì)胞。未經(jīng)過濾的主成分分析（PCA）顯示了按模型類型和鈣化培養(yǎng)基處理進(jìn)行的三種蛋白質(zhì)組的無偏聚類。在2D和3D體外模型之間，測得的蛋白質(zhì)組中有48%的差異豐度，而CAVD與2D或3D之間的差異豐度不到30%。這表明體外模型的細(xì)胞蛋白質(zhì)組之間的差異比它們與新鮮組織的細(xì)胞蛋白質(zhì)組之間的差異更大。接下來，該研究確定了表征2D和3D條件之間以及體外模型與組織之間關(guān)鍵差異的基因本體論（GO）術(shù)語，2D培養(yǎng)中的蛋白質(zhì)與血小板聚集、同型細(xì)胞間粘附、典型糖酵解和肌動蛋白絲解聚相關(guān)，而3D培養(yǎng)中的蛋白質(zhì)與膠原纖維排列、蛋白質(zhì)N-和O-糖基化、COPI包被小泡運輸以及線粒體組織相關(guān)。最后，分離的CAVD細(xì)胞中富集了與調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、補體激活和糖脂轉(zhuǎn)運相關(guān)的蛋白質(zhì)，與原生CAVD中存在的免疫細(xì)胞浸潤一致。圖6CAVD水凝膠模型的細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)揭示了模擬病理過程的轉(zhuǎn)化靶點該研究的目標(biāo)是將體外培養(yǎng)的細(xì)胞蛋白質(zhì)豐度與CAVD來源的細(xì)胞蛋白質(zhì)豐度進(jìn)行相關(guān)性分析。成對相關(guān)性分析顯示，所有體外培養(yǎng)基條件之間相關(guān)性都很高（r>0.9）。全面的蛋白質(zhì)組相關(guān)性分析顯示，2D和3D細(xì)胞與CAVD細(xì)胞之間存在顯著相關(guān)性（2Dravg=0.82；3Dravg=0.79）。接下來，將2D和3D蛋白質(zhì)豐度與所有培養(yǎng)基條件下的AV數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較。在2D模型中，與原生CAVD相比，NM是具有最多的差異蛋白質(zhì)，而PM是具有最少的差異蛋白質(zhì)；與之不同的是，3D陣列中的細(xì)胞蛋白質(zhì)中很少有與CAVD有差異豐度的蛋白質(zhì)?？傮w而言，3D模型在94%的測量蛋白質(zhì)中重現(xiàn)了CAVD細(xì)胞蛋白質(zhì)豐度的特征，而2D模型則重現(xiàn)了70%的蛋白質(zhì)豐度。這表明3D模型可能在整體上最適合識別在疾病誘導(dǎo)過程中蛋白質(zhì)豐度變化，這種變化最接近于在原生組織中觀察到的變化。接下來，該研究使用蛋白質(zhì)趨勢分析來確定在2D和3D條件下，哪些關(guān)鍵蛋白質(zhì)最能重現(xiàn)CAVD細(xì)胞蛋白質(zhì)組。在2DPM條件下，重現(xiàn)CAVD豐度的蛋白質(zhì)與細(xì)胞粘附（CDH13和ARHGDIB）和細(xì)胞骨架組織（PACSIN2、CNN2和THY1）相關(guān)。在3D條件下，OM和PM培養(yǎng)基都重現(xiàn)了與超分子纖維組織（MFAP4、COL18A1和TMOD1）、脂蛋白代謝（APOA1和APOE）、負(fù)調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞增殖（SCG2、PDCD10）和脂肪酸β-氧化（ATFA和ECHS1）相關(guān)的CAVD蛋白質(zhì)豐度。該研究還發(fā)現(xiàn)了一組在所有3D培養(yǎng)基條件下與CAVD組織趨勢一致的蛋白質(zhì)。這種以細(xì)胞蛋白質(zhì)組為中心的分析無偏地顯示，3D水凝膠陣列重現(xiàn)了在2D單細(xì)胞培養(yǎng)中無法捕捉到的疾病的獨特方面。圖73D生物打印模型的細(xì)胞蛋白質(zhì)組能夠最好地重現(xiàn)在鈣化條件下的CAVD細(xì)胞病理學(xué)有證據(jù)表明，EV在動脈粥樣硬化和CAVD（鈣化性心建模中的作用，該研究進(jìn)行了EV載體蛋白質(zhì)組學(xué)分析。該研究分離了EV并通過納米粒子追蹤分析確定了適當(dāng)?shù)拇笮》秶?。對分離的EV進(jìn)行的蛋白質(zhì)組學(xué)分析鑒定出了1300多種蛋白質(zhì)，其中包括26種常見的EV標(biāo)記物。主成分分析顯示了模型和培養(yǎng)基標(biāo)記的EV蛋白質(zhì)組之間的明顯聚類。與細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)分析不同，所有培養(yǎng)基條件（NM、OM、PM）在體外模型之間產(chǎn)生了類似數(shù)量的差異EV載體蛋白質(zhì)。然而，總體上EV蛋白質(zhì)組更加穩(wěn)定：在任何體外模型的任何培養(yǎng)基處理中，只有平均5%（977個蛋白質(zhì)中的42個）的總蛋白質(zhì)豐度存在差異，而在NM條件下細(xì)胞蛋白質(zhì)組中有15%存在差異。在2D和3D模型中，所有差異的EV載體蛋白質(zhì)中，僅有不到4%在不同培養(yǎng)基處理之間共享，這表明每種培養(yǎng)基和模型都具有獨特的負(fù)載響應(yīng)。在2DNM模型中，與EV載體的關(guān)鍵差異與整合素介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)（CD63、FLNA、FERMT2和FERMT3）以及線粒體膜相關(guān)的凋亡（YWHA家族）有關(guān)。OMEV載體差異與超氧化物PXDN、LAMB1和EMILIN1）有關(guān)。最后，PMEV載體的MFAP4和EMILIN1）有關(guān)。圖8EV蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定了基質(zhì)依賴的物質(zhì)加載和普遍存在的與主動脈瓣相關(guān)的物質(zhì)在深入描述細(xì)胞和EV蛋白質(zhì)組中的差異豐度模式后，該研究的目標(biāo)是研究這些蛋白質(zhì)組之間的關(guān)聯(lián)模式，以確定在不同刺激條件下3D打印水凝膠模型和2D培養(yǎng)條件中重現(xiàn)CAVD病理的蛋白質(zhì)。為此，該研究利用了兩種計算分析方法：正則化典型相關(guān)分析（rCCA）和用于單個樣本的線性插值網(wǎng)絡(luò)估計（LIONESS每種方法闡明了不同的關(guān)聯(lián)方面。這些綜合的多層次蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法確定了鈣化的已知和未知驅(qū)動因素，并確定了這種3D水凝膠模型在體外重現(xiàn)CAVD疾病方面的改進(jìn)。圖9通過整合細(xì)胞和EV載體衍生的蛋白質(zhì)組，對鈣化模型中疾病重現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)分析進(jìn)行了研究最后，該研究旨在利用多組學(xué)整合和系統(tǒng)生物學(xué)方法，確定在這些模型中與鈣化有關(guān)的已知和未知蛋白質(zhì)。根據(jù)它們在模型中的共享程度，進(jìn)一步對蛋白質(zhì)節(jié)點進(jìn)行分類，網(wǎng)絡(luò)從最共享到最特定進(jìn)行組織排列。在60多個細(xì)胞和EV來源的蛋白質(zhì)中，至少與另一個條件共享，突出顯示了獨立于維度或磷酸鹽類型的驅(qū)動CAVD模型中鈣化的蛋白質(zhì)。在這個綜合分析中，僅有四種蛋白質(zhì)被確認(rèn)為細(xì)胞和EV蛋白質(zhì)組之間的共享驅(qū)動因子，它們是維納蛋白（VTN）、乳糖粘在無偏子簇中，共享生物過程的蛋白質(zhì)被分組。在三個條件之間共享的細(xì)胞和EV蛋白質(zhì)中，突出的過程包括線粒體代謝（MAOB和MDH1）、細(xì)胞-基質(zhì)粘附（THBS1、SOD3根據(jù)精確二項檢驗）的蛋白質(zhì)被確認(rèn)為先前與瓣膜疾病有關(guān)（PheGenI，NCBI）。這個綜合分析突顯了體外鈣化的已知和未知驅(qū)動因素。圖10將細(xì)胞和EV載體衍生的蛋白質(zhì)組進(jìn)行多組學(xué)整合，對鈣化過程中已知和未知的蛋白質(zhì)進(jìn)行差異豐度排名該研究發(fā)現(xiàn)3D水凝膠模型能夠重現(xiàn)人類CAVD組織的ECM蛋白質(zhì)組、細(xì)胞-ECM相互作用和線粒體代謝調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)譜。然而，無論是2D還是3D模型，在免疫/炎癥反應(yīng)方面都缺乏組織中發(fā)現(xiàn)的響應(yīng)。雖然在瓣膜鈣化的背景下，免疫共培養(yǎng)研究有限，但最近的單細(xì)胞研究表明細(xì)胞間的跨類型細(xì)胞間通信在鈣化性瓣膜疾病中的重要性。該研究提出的模型為進(jìn)一步增加復(fù)雜性提供了基礎(chǔ)，例如共培養(yǎng)其他細(xì)胞類型、（病理）生理性周期性剪切/拉伸和額外的層特異性生物力學(xué)。雖然我們的研究主要關(guān)注纖維層和海綿層的特性，但富含彈性蛋白和受疾病保護的心室內(nèi)膜在培養(yǎng)條件下已被證明在體內(nèi)驅(qū)動獨特的蛋白質(zhì)特征，并且很可能主要對應(yīng)于拉伸而不是壓縮應(yīng)力的瓣膜生理響應(yīng)。該研究注意到在NM條件下出現(xiàn)了輕度的自發(fā)性鈣化，這可能是由于在生物打印過程中暴露于剪切應(yīng)力和高達(dá)75bar的壓力，這兩者都已被證明可以誘導(dǎo)肌成纖維細(xì)胞的活化。此外，本實驗中使用的VICs來自患有疾病的人類瓣膜，可能包含了該研究團隊之前證明的成骨肌成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞的一群細(xì)胞。盡管如此，與NM對照組相比，在3D培養(yǎng)中，在鈣化培養(yǎng)基處理條件下，該研究在細(xì)胞和EV載體中發(fā)現(xiàn)了顯著的蛋白質(zhì)組學(xué)變化，證明了該模型的可行性。該研究利用基于自下而上的蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定的肽段的種屬特異性，對細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）和其他潛在污染物進(jìn)行了背景蛋白質(zhì)組的整理。在未來的研究中，該研究將致力于使用針對ECM的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，來識別對膠原亞型、翻譯后修飾和細(xì)胞-基質(zhì)相互作用的機械響應(yīng)。這些技術(shù)還可用于評估細(xì)胞和EV對水凝膠中使用的不同基質(zhì)微環(huán)境的反應(yīng)。這種EV分析還可以擴展到識別驅(qū)動EV與微囊泡分泌及其相應(yīng)蛋白質(zhì)組的因素。(二)《Nature》增材制造翻?？勺⑸涑暷z傳感器用于顱內(nèi)生理信號監(jiān)測當(dāng)前，臨床上監(jiān)測顱內(nèi)壓等關(guān)鍵生理指標(biāo)的技術(shù)，通常需要通過外科手術(shù)將有線傳感器植入患者顱內(nèi)。這種方法存在一定風(fēng)險，如術(shù)后感染和并發(fā)癥等。盡管現(xiàn)有的無線電子傳感器能夠在一定程度上降低這些風(fēng)險，但由于它們的體積較大（例如，傳統(tǒng)電子元件的截面積往往超過1平方厘米因此不適合通過微創(chuàng)注射方式植入。此外，由于無線電子傳感器不能在體內(nèi)自然降解，患者還需要進(jìn)行二次手術(shù)來移除它們。因此，在臨床實踐中，這些無線傳感器也面臨著許多挑戰(zhàn)。華中科技大學(xué)臧劍鋒教授、姜曉兵教授以及新加坡南洋理工大學(xué)陳曉東教授團隊攜手合作，采用摩方精密面投影微立體光刻(PμSL)增材制造技術(shù)，研發(fā)出一種創(chuàng)新型可注射超聲凝膠傳感器。該傳感器有望克服傳統(tǒng)有線傳感器存在的感染風(fēng)險和術(shù)后并發(fā)癥等問題，同時避免現(xiàn)有無線電子傳感器體積過大、無法體內(nèi)降解等臨床應(yīng)用挑戰(zhàn)。相關(guān)研究成果以"Injectableultrasonicsensorforwirelessmonitoringofintracranialsignals"為題在線發(fā)表于《Nature》雜志。圖11《nature》發(fā)表截圖超聲超凝膠的傳感器是由雙網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的水凝膠基質(zhì)和內(nèi)部周期性排列的空氣孔道組成，體積僅為2×2×2mm3。這種可注射傳感器是研究團隊采用摩方精密面投影微立體光刻(PμSL)3D打印技術(shù)(nanoArch?S140，精度：10μm)加工模具后，經(jīng)水凝膠翻模制備而成。經(jīng)過計算機模擬結(jié)構(gòu)優(yōu)化，該特殊結(jié)構(gòu)在8-10MHz頻段具有聲學(xué)帶隙，對入射超聲波有很強的反射能力。研究團隊設(shè)計了三種功能凝膠傳感器用于檢測不同參數(shù)。壓力凝膠采用雙交聯(lián)聚乙烯醇/羧甲基纖維素凝膠，靈敏度可達(dá)5.7kHz/mmHg，分辨率0.1mmHg；溫度凝膠由溫敏性聚乙烯醇/聚丙烯酰胺凝膠構(gòu)成,溫度檢測范圍28-43℃,分辨率0.1℃,靈敏度80kHz/℃;pH凝膠則利用質(zhì)子化聚乙烯醇/殼聚糖凝膠，可檢測pH2-8的范圍，分辨率0.5pH單位，靈敏度256kHz/pH單位。這些凝膠均采用生物相容性且可降解材料制成，注射入體約1個月后可自然降解，無需再次開研究團隊提出了同步讀取多個凝膠傳感器的新方法。通過檢測各個凝膠的反射頻率變化，結(jié)合先進(jìn)算法，可高效分離壓力、溫度、pH等多種因素的耦合影響，實現(xiàn)對復(fù)雜生理環(huán)境的全面監(jiān)測。動物實驗結(jié)果：在大鼠和豬的動物實驗中，這一凝膠傳感系統(tǒng)展現(xiàn)出媲美商用有線臨床設(shè)備的檢測精度，且在耗能、無熱效應(yīng)等方面表現(xiàn)出極大優(yōu)勢。值得一提的是，在實驗豬體內(nèi)，它甚至能檢測到微小的呼吸引起的顱內(nèi)壓力細(xì)微波動(約1mmHg)，而同步植入的有線壓力傳感器則無法監(jiān)測到如此精細(xì)的變化。圖12活體大鼠傳感實驗及生物相容性表征。(a)實驗裝置配置照片。(b)超凝膠植入在大鼠顱內(nèi)的磁共振圖像，比例尺2mm。(c)大鼠佩戴外部超聲探頭照片。(d)超凝膠與臨床有線顱內(nèi)壓探頭測試大鼠顱內(nèi)壓力變化曲線。(e,f)超凝膠與商用有線溫度探頭測試大鼠顱內(nèi)溫度變化曲線。(g)超凝膠24天內(nèi)多次監(jiān)測大鼠顱內(nèi)壓變化。(h)H&E染色腦組織切片照片顯示超凝膠降解過程。(i)免疫熒光染色照片顯示超凝膠存續(xù)期間炎癥情況。圖13實驗豬無線顱內(nèi)壓原位監(jiān)測。(a)實驗方案配置示意圖。(b)超凝膠及臨床有線顱內(nèi)壓探頭植入后豬頭部照片。(c)豬腰椎穿刺位置照片。(d)超聲圖像照片顯示超凝膠植入豬顱內(nèi)位置。(e)超凝膠、商用壓差計以及臨床顱內(nèi)壓探頭測量豬顱內(nèi)壓隨腰椎注射生理鹽水變化曲線。(f)體積測試管液面高度照片顯示豬顱內(nèi)壓隨呼吸起伏。(h)超凝膠、商用壓差計以及臨床顱內(nèi)壓探頭測量豬顱內(nèi)壓隨呼吸變化曲線。臨床顱內(nèi)壓探頭難以測量微小顱內(nèi)壓變化。該研究提出了一種創(chuàng)新型的植入式無線傳感技術(shù)，該技術(shù)基于超凝膠材料變形所引發(fā)的超聲波頻移效應(yīng)，能夠精確地監(jiān)測顱內(nèi)各種生理參數(shù)，如顱內(nèi)壓、溫度、pH值以及血液流速等。相較于目前市場上的植入式傳感器，超凝膠傳感器在尺寸、多參數(shù)分離監(jiān)測能力以及可生物降解特性上展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。這項技術(shù)不僅有望應(yīng)用于顱內(nèi)生理參數(shù)的監(jiān)測，還能夠擴展至人體其他部位的無創(chuàng)檢測，從而為多種疾病的預(yù)防和治療提供了新的技術(shù)支持。這種微型且可自然降解的傳感器通過微創(chuàng)注射即可使用，大幅提升了患者的就診便捷性，并為智能醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的活力。（來源：/10.1038/s41586-024-07334-y）(三)可持續(xù)增材制造的愿景近期，研究人員在《Naturesustainability》雜志上發(fā)表了題為《可持續(xù)增材制造的愿景》的文章，概述了他們對可持續(xù)和循環(huán)增材制造生態(tài)系統(tǒng)的愿景。文章提出，通過系統(tǒng)級方法開發(fā)，增材制造可以支持更環(huán)保的制造過程。這意味著需要在增材制造流程鏈的各個階段整合可持續(xù)性，包括設(shè)計3D打印機、開發(fā)原材料工藝、選擇供應(yīng)鏈以及報廢后的回收和再利用。圖14研究人員建議將可持續(xù)性優(yōu)化設(shè)計融入現(xiàn)有的增材制造設(shè)計（DfAM）原則中，同時行業(yè)必須遵循全球可持續(xù)性倡議，如聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和歐洲綠色協(xié)議展望未來，他們提出了基于環(huán)境可持續(xù)實踐的“增材制造新角色”的重要性。雖然增材制造“本質(zhì)上不是循環(huán)或可持續(xù)的”，但他們認(rèn)為，增材制造在創(chuàng)建循環(huán)經(jīng)濟方面可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。圖15研究人員對可持續(xù)增材制造的愿景這些研究人員來自意大利、荷蘭、新加坡、瑞士、瑞典和美國的大學(xué)。他們概述了全球氣候變化、生物多樣性喪失以及政治動蕩對原材料供應(yīng)的威脅。支持增材制造的一個常見論點是，它可以減少材料浪費。然而，研究人員指出，現(xiàn)實并非非黑即白，“大量減少廢料的情況很少發(fā)生”。研究表明，雖然增材制造有時可以減少材料浪費，但這在很大程度上取決于具體的增材制造技術(shù)和應(yīng)用場景。與傳統(tǒng)制造工藝如注塑、鑄造和擠壓相比，3D打印工藝的材料效率較低。例如，聚合物粉末床熔融（PBF）可以產(chǎn)生高達(dá)44%的塑料粉末廢料。此外，基于光固化樹脂的打印會產(chǎn)生液態(tài)樹脂廢料，而增材制造的支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)常被丟棄。此外，文章還概述了3D打印機能源使用對環(huán)境的負(fù)面影響。研究顯示，大多數(shù)聚合物3D打印機的能耗超過了注塑ABS塑料的總能耗。同樣，增材制造在加工每公斤金屬材料時的能耗也高于鑄造、模塑、鍛造或擠壓等傳統(tǒng)工藝。研究人員還質(zhì)疑了增材制造能消除運輸排放的說法。他們解釋說，增材制造所需的原材料仍然需要全球運輸，增材制造僅減少了“運輸不同部件所用材料”的需求。如何克服這些關(guān)于增材制造的誤解？作者認(rèn)為，答案在于進(jìn)行更全面、基于背景的生命周期分析（LCA）。未來的分析應(yīng)明確增材制造在何種方面存在可持續(xù)性問題。如果不考慮材料生產(chǎn)和生命周期末期的影響，可能會錯失開發(fā)新型可持續(xù)增材制造材料和工藝的機會。文章概述了如何使增材制造更具可持續(xù)性，并認(rèn)為需要對增材制造工藝、機器和材料進(jìn)行重新設(shè)計。其中一項建議是采用生物復(fù)合漿料替代直接墨水寫入（DIW）增材制造中的塑料熔化。這種部件使用的材料和壁厚分別是直接墨水寫入部件的五倍，對環(huán)境的影響卻只有直接墨水寫入部件的一半。然而，研究人員指出，要實現(xiàn)這一愿景，需要進(jìn)一步改進(jìn)這些漿料的機械性能。此外，文章還強調(diào)了提高增材制造材料回收率的重要性。目前，多材料3D打印機導(dǎo)致可回收聚合物難以回收，因為它們無法相互分離并積累雜質(zhì)。因此，作者認(rèn)為這些材料應(yīng)設(shè)計成可堆肥的成分，以實現(xiàn)環(huán)保的處理方式。為提升增材制造的可持續(xù)性，下一步建議是利用可持續(xù)設(shè)計工具。作者建議將可持續(xù)發(fā)展功能納入現(xiàn)有的DfAM工作流程中。例如，可以將生命周期評估集成到優(yōu)化軟件中，以指導(dǎo)材料選擇、工藝參數(shù)和幾何形狀。圖16一種偏遠(yuǎn)地區(qū)增材制造可持續(xù)風(fēng)力發(fā)電機葉片的方案增材制造的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿ξ恼逻M(jìn)一步闡述了如何利用增材制造技術(shù)使現(xiàn)有的設(shè)計實踐更具可持續(xù)性。他們認(rèn)為，所有產(chǎn)品的設(shè)計都應(yīng)便于維修和維護。在備件的大規(guī)模生產(chǎn)和長期儲存不再成本效益時，快速成型制造技術(shù)可以按需生產(chǎn)備件。建議進(jìn)行可升級性設(shè)計。制造商應(yīng)關(guān)注更新現(xiàn)有產(chǎn)品，通過增加新特性和功能來滿足客戶不斷變化的需求，從而延長產(chǎn)品壽命并減少浪費。另一個設(shè)計考慮因素是零部件在生命周期結(jié)束后的可再利用性。這種方法旨在使零件易于拆卸并重新組裝成新產(chǎn)品，賦予零件第二次生命。作者認(rèn)為增材制造非常適合這種應(yīng)用，但強調(diào)實現(xiàn)這一目標(biāo)需要新的指導(dǎo)方針、決策支持和智能系統(tǒng)。這通常導(dǎo)致原材料在質(zhì)量上的降級循環(huán)利用。雖然增材制造已用于加工含不同比例回收成分的材料，但由于雜質(zhì)可能導(dǎo)致打印失敗，因此需要更多研究來確定如何最佳處理回收原圖17一種可持續(xù)和可回收的3D打印粉末材料可持續(xù)增材制造的未來為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，該報告指出，需要最大限度地提高3D打印機的利用率，即減少全天候工作的3D打印機數(shù)量。這是因為這些技術(shù)可以減少生產(chǎn)每個部件所需的資源消耗和能源消耗，相比傳統(tǒng)制造方法，可以達(dá)到10倍或者甚至100倍的減少。此外，還需要利用新一代技術(shù)和材料，以及考慮到增材制造可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢的設(shè)計流程。研究人員最終認(rèn)為，只有當(dāng)主要利益相關(guān)者在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面具有相同的意圖和承諾時，才能實現(xiàn)他們對可持續(xù)增材制造的愿景。（來源：/articles/s41893-024-01313-x）(一)超30家中國增材制造企業(yè)亮相2024年北美RAPID+TCT展6月25日至27日，北美最大的增材制造展會——RAPID+TCT2024在美國洛杉磯會展中心盛大開幕，共有30多家中國企業(yè)參加此次展會，展示了他們的實力和成果，走出國門進(jìn)一步拓展市場，提高競爭力。在這些參展商中，有多家我們熟悉的面孔，例如：中國上市企業(yè)鉑力特、華曙高科，還有實力雄厚的聯(lián)泰科技、金石三維。此外，拓竹科技也作為消費級增材制造的代表企業(yè)首次參展，而材料廠商eSUN易生已經(jīng)是多次參展。(二)增材制造1000個渦輪葉片西門子能源使用電弧增材設(shè)備成功完成渦輪葉片批量生產(chǎn)西門子能源公司使用德國Gefertec公司W(wǎng)AAM技術(shù)的3D金屬打印機打印出了第一千個渦輪機葉片。因2018年的一次供應(yīng)鏈斷裂，促使他們向該技術(shù)過渡，開始研究如何實現(xiàn)制造的自給自足?，F(xiàn)在，他們可以立即獲得零件，而無需依賴供應(yīng)鏈。此外，還大大節(jié)省了材料和加工時間。圖18可用WAAM技術(shù)3D打印各種形狀的零件利用WAAM技術(shù)，可以通過5軸或3軸焊接制造出接近所需形狀的零件，然后通過機械加工完成零件。該技術(shù)的優(yōu)點是采用傳統(tǒng)焊接技術(shù)，加工速度快，成本相對較低。此外，由于機械加工只去除少量材料而不是進(jìn)行大規(guī)模的粗加工，可大大節(jié)省材料，從而顯著改善產(chǎn)品的碳足跡。(三)增材制造典型應(yīng)用場景推廣會西南專場在瀘州召開6月28日，由中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、瀘州航空發(fā)展投資集團有限公司共同組織，瀘州翰飛航天科技發(fā)展有限責(zé)任公司、北京艾迪智聯(lián)科技有限責(zé)任公司承辦的“增材制造典型應(yīng)用場景推廣會-西南專場”在瀘州首旅航發(fā)空港酒店召開。本次會議聚焦推廣航空航天、核能、交通等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的典型應(yīng)用場景，匯聚了來自增材制造領(lǐng)域各方各界的專家與企業(yè)，共同探討增材制造技術(shù)的典型應(yīng)用與發(fā)展前景。增材制造作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)典型代表，已成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵驅(qū)動力，是培育發(fā)展新動能、獲取未來競爭新優(yōu)勢的重要陣地，對于推進(jìn)瀘州市產(chǎn)業(yè)升級、科技創(chuàng)新以及經(jīng)濟增長等方面具有不可替代的戰(zhàn)略意義。此次會議的成功召開，進(jìn)一步促進(jìn)了增材制造產(chǎn)學(xué)研用的深度融合，有力推動產(chǎn)業(yè)先進(jìn)技術(shù)與裝備應(yīng)用的推廣普及，為行業(yè)內(nèi)部的交流與合作架設(shè)起橋梁與紐帶，攜手各方各界，共筑瀘州市增材制造產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展的宏偉愿景，共同推進(jìn)瀘州新質(zhì)生產(chǎn)力快速發(fā)展，助力成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè)，開創(chuàng)合作共贏的新局面。(四)英國對金屬增材制造技術(shù)實施新的出口管制措施英國政府近期宣布實施新的出口管制措施，涵蓋了多項新興技術(shù)，包括金屬3D打印機、半導(dǎo)體、量子計算機和低溫冷卻系統(tǒng)。這些管制措施目的是為了限制軍用物資以及可能用于軍民兩用的技術(shù)出口。圖19根據(jù)新規(guī)定由于使用電弧，電弧增材制造技術(shù)的出口將受到限制具體來說，在增材制造領(lǐng)域，這些管制措施將影響使用激光、電子束或電弧的金屬3D打印機。此外，新規(guī)定還禁止了與這些技術(shù)相關(guān)的軟件的轉(zhuǎn)讓。現(xiàn)在，出口這些指定技術(shù)到英國境外需要獲得相應(yīng)的許可證。圖20條例截圖這項法規(guī)由英國出口管制聯(lián)合單位(ECJU)實施，根據(jù)《2024年出口管制（修訂）條例》（ECO2024），于2024年4月1日生效。該法規(guī)影響2008年出口管制令附表3和附件1。這些變化反映了全球趨勢，即加強出口管制以保護和保留先進(jìn)技術(shù)，用于經(jīng)濟和國家安全目的。它們也表明，在全球供應(yīng)商極其脆弱的前提下，英國正在加大努力，打造自己的增材制造供應(yīng)鏈。此次修正旨在使英國的出口限制與美國和歐盟等其它“志同道合的國家”保持一致。與此同時，法國、西班牙和荷蘭等國最近實施了單方面的出口管制措施，并且這些措施限制的范圍超出了歐盟關(guān)于雙重用途產(chǎn)品的規(guī)定范圍。據(jù)悉，英國政府近期宣布實施新的出口管制措施，涵蓋了多項新興技術(shù)，包括金屬3D打印機、半導(dǎo)體、量子計算機和低溫冷卻系統(tǒng)。這些管制措施目的是為了限制軍用物資以及可能用于軍民兩用的技術(shù)出口。(一)增材制造柔性軸空客A350升力系統(tǒng)部件獲批量生產(chǎn)批準(zhǔn)近期，一款被稱為柔性軸的增材制造產(chǎn)品獲得空客以及歐洲航空安全局(EASA)的批量生產(chǎn)批準(zhǔn)，用于空客A350升力系統(tǒng)中。圖21增材制造柔性軸利勃海爾航空是該部件的供應(yīng)商，它也是航空零部件的一級供應(yīng)商。增材制造的柔性軸集成在襟翼系統(tǒng)的主動差速齒輪箱中，它將旋轉(zhuǎn)運動傳遞給位置傳感器，并補償齒輪箱和傳感器之間的角度和軸線不對齊。增材制造的柔性軸能夠像實心軸一樣傳遞旋轉(zhuǎn)運動，但其獨特之處在于它可以繞過或穿過實心軸無法通過的障礙物。該柔性軸采用鈦合金增材制造，設(shè)計層面的復(fù)雜性有所增加，但已成功進(jìn)入航空領(lǐng)域。該部件傳統(tǒng)上由七個部件組裝，零件數(shù)量的減少可提高可靠性并顯著減輕重量。與利勃海爾之前開發(fā)和增材制造的部件相比，該柔性軸具有更高的復(fù)雜性，代表著向高度集成系統(tǒng)應(yīng)用邁出的更進(jìn)一步。航空領(lǐng)域正越來越多的將增材制造技術(shù)用于客機零件的直接制造，本文所講述的案例展示了增材制造技術(shù)在航空領(lǐng)域應(yīng)用的又一重大突破。這一成就不僅體現(xiàn)了增材制造技術(shù)的高水平發(fā)展，也預(yù)示著增材制造在更多高端領(lǐng)域應(yīng)用的廣闊前景。(二)鉑力特助力九州云箭龍云液氧甲烷發(fā)動機首次6月23日，九州云箭龍云液氧甲烷發(fā)動機在酒泉東風(fēng)發(fā)射場完成10km級飛行-回收試驗，試驗取得圓滿成功!這是九州云箭龍云液氧甲烷發(fā)動機率先完成國內(nèi)首次10km級別飛行-回收試驗。龍云發(fā)動機首次參加飛行任務(wù)考核，飛行中各項參數(shù)正常，發(fā)動機圓滿完成啟動關(guān)機、搖擺、推力調(diào)節(jié)等各項動作。圖22九州云箭龍云液氧甲烷發(fā)動機完成10km級飛行回收試驗本次試驗不僅是目前國內(nèi)復(fù)用火箭最大規(guī)模的垂直起降飛行試驗，也是國內(nèi)自主研制的深度變推液氧甲烷發(fā)動機在十公里級返回飛行中的首次應(yīng)用。鉑力特協(xié)助客戶研制了包括推力室部件和渦輪泵部件在內(nèi)的多型零部件，為此次飛行任務(wù)提供全方位的金屬增材制造技術(shù)支持。經(jīng)檢驗，利用鉑力特金屬增材制造技術(shù)成形的高溫合金GH4169零件在表面質(zhì)量、綜合力學(xué)性能、致密度以及內(nèi)部缺陷等方面較以往的零件具有優(yōu)勢。零件室溫拉伸性能、低溫拉伸性能、沖擊性能可靠，室溫抗拉強度大于1300MPa，屈服強度大于1000MPa，延伸率大于20%，低溫抗拉強度大于1700MPa，屈服強度大于1200MPa，延伸率大于20%，滿足技術(shù)要求，成功通過客戶驗證。最終，鉑力特按期向客戶交付一批高質(zhì)量的零件，零件幫助客戶完成飛行-回收任務(wù)。(三)沙特阿美將3D打印建造石油加工