人類對大腦的探索，從來都是一場“黑箱"里的歷險。我們能看到人的行為，卻難以真正理解其背后電信號的流動和神經元的互動邏輯。神經科學，正是試圖揭開這個謎團的前沿學科。它研究記憶、情緒、疼痛、意識的起源，也探索阿爾茨海默癥、帕金森病、抑郁癥等神經疾病的成因和治療路徑。

但正因為研究對象極其復雜，神經科學的發(fā)展長期以來常常受制于一個“做不出"的技術瓶頸，例如，科學家們能想象神經通路的構造，但卻難以“制造"與其尺度、形態(tài)和功能匹配的實驗工具與模型。這，正是微納制造技術開始進入神經科學視野的關鍵所在。

為什么神經科學需要“更小"的制造能力？

傳統(tǒng)制造工藝，比如車削、銑削、注塑等，往往擅長標準化加工，高精度則常需要依賴后處理技術，時間周期長，生產成本高。但神經科學研究的對象，如神經元、突觸、髓鞘等，往往尺度只有微米級甚至更小，需要高精度定制化生產。傳統(tǒng)機械加工試圖在這一尺度下構建實驗裝置、導管、植入器件，就像是拿斧子雕花，力不從心。

此外，大腦內部結構極其復雜、柔軟、曲折，研究者常需要構建帶有微溝槽、中空、柔性支架的三維結構模型，這種復雜、非標準、高度定制的制造需求，更是傳統(tǒng)工藝難以勝任的。而摩方精密所代表的微納3D打印技術，正在讓這一切成為可能。

圖：科研客戶用摩方設備制作的精細結構器件。

微米級制造能力如何助力神經科學？

微納3D打印的本質是一種“增材制造"，不再是從一整塊材料中通過減材的方式切削出想要的形狀，而是通過光固化、堆層等方式，一層層構建起精密器件及結構。摩方創(chuàng)新的PμSL（面投影微立體光刻）技術，具備2微米級光學精度，且公差控制在±10微米，這在全球范圍內也屬于極少。

更重要的是，這種制造方式具有很高的靈活性。科研人員可以根據(jù)實驗需要，自由設計結構，無需為模具成本或結構復雜性發(fā)愁，能夠快速推動原型制作和測試迭代。這種“想得到就能造出來"的能力，正在為神經科學打開新的實驗可能，以下幾個是已經發(fā)生的真實案例。

• 案例一：英國與新加坡團隊探索神經再生路徑

曼徹斯特大學與南洋理工大學的聯(lián)合研究團隊，長期致力于解決“神經斷裂后如何重建"這一醫(yī)學難題。傳統(tǒng)做法是自體神經移植，但供體有限、創(chuàng)傷大，成功率并不高。

研究人員提出，要引導神經元沿正確路徑再生，就需要在導管內部設計出微米級的溝槽結構，模擬人體天然神經束的拓撲特征，以誘導細胞定向生長。但這種結構復雜、尺寸極小，受限于制造精度的不足和成本的不可控，傳統(tǒng)模具加工難以高效經濟地制造。

他們最終采用了摩方的PµSL 3D打印技術，制造出帶有10–30微米溝槽結構的精密母模，再通過PDMS翻模和聚合物澆鑄工藝，制備出高質量的可植入神經引導導管。這一創(chuàng)新將神經導管的設計從“單一腔道"升級為“仿生多級拓撲"， 實驗顯示，這種導管，顯著提高了神經細胞的有序生長能力，為周圍神經損傷的精準治療提供了新思路。摩方的微納3D打印技術大幅降低了此次科研研究的成本與復雜度。曼徹斯特大學Hexin Yue博士指出，“摩方的這套nanoArch® S130（精度：2μm）3D打印系統(tǒng)已經成為我們科研攻關的重要支撐。"

圖. (a) 3D打印模具顯微鏡圖（比例尺：50μm）； (b) PDMS模具顯微鏡圖（比例尺：50μm）。(c) 3 wt. % PCL和PCL/PLA薄膜的SEM圖像，不同凹槽結構：10/10/10µm，20/20/10µm，25/25/10µm和30/30/10µm（比例尺：50μm，插入圖像比例尺：1μm）。(d)軋制和密封的PCL-10 NGC管，顯示(i)管內微槽形貌的(i)側視圖、（ii）俯視圖和掃描電鏡照片，以及（iv）膜重疊和密封劑的位置（比例尺：500μm）。

• 案例二：美國冷泉港實驗室的多點光纖植入研究

冷泉港實驗室是神經科學領域的“圣地"。研究人員Leonardo Ramirez及其團隊在進行大腦獎賞機制和疼痛反應研究時，需要將多根光纖植入實驗動物的大腦多個區(qū)域。但這類裝置需要在極小空間中同時保證結構強度、輕量化和精準定位，常規(guī)機械加工制造遇到了重大挑戰(zhàn)。

摩方團隊與其合作，采用面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術，為其制造了一個內置240微米通道系統(tǒng)的“光學驅動裝置"。該設備在2微米精度3D打印設備下打印完成，可同時容納6組200微米光纖，誤差極小且?guī)缀鯚o變形，不僅顯著縮短植入手術和麻醉暴露時長、保證了實驗成功率，同時在不影響實驗動物健康的前提下，實現(xiàn)每日手術量的高效提升。

研究者評價：“摩方的響應速度和技術精度超出預期，是我們團隊開展高頻率植入實驗的關鍵保障。"

圖：3D打印的光學驅動器。

• 腦機接口：一個更廣的場景

腦機接口技術是指通過在人腦神經與電子或者機械設備間建立直接連接通路，來實現(xiàn)神經系統(tǒng)和外部設備間信息交互與功能整合的技術。這里面涉及到電信號的電極、神經接口芯片、信號解碼等一系列前沿技術。隨著近年來腦機接口的快速發(fā)展，對于可植入電極的需求也同步增長。這些電極不僅要小，還要柔軟、生物相容性好，并能長期穩(wěn)定地工作。比如一種叫μECoG的微型皮層電極，就需要用微米級別的金屬針腳，陣列間距控制在幾十微米以內。

摩方與瑞士Exaddon AG展開長期戰(zhàn)略合作，引進其μAM（微納金屬打印）技術，共同推廣應用于腦機接口、人工智能等領域的微結構打印解決方案。這些高精度金屬微柱、電極針腳，已經被用于前沿科研項目，為未來人腦與外部世界的高帶寬連接打下基礎。

微納制造的價值，不止于神經科學

截至目前，全球已有40個國家和地區(qū)的800多家科研機構引入了摩方精密的設備與技術，他們的研究方向分布在神經科學、生命科學、微流控、新材料、航空航天、無線通訊、微電子、人工智能、新能源等前沿領域。從國內的清華、北大到海外高校MIT、東京大學等，從工業(yè)企業(yè)到初創(chuàng)實驗室，這項中國原創(chuàng)技術正走入全球科學家的工作臺。

但摩方的實際應用領域遠不止于科研。據(jù)統(tǒng)計，已經有來自全球的1800多家工業(yè)企業(yè)引入摩方技術進入其產線。得益于此，在與科研共進的同時，摩方也在努力推動科學成果向產業(yè)落地的過程。以牙齒貼面為例，傳統(tǒng)貼面需要打磨健康牙體，用戶接受門檻高。摩方結合3D打印的精度優(yōu)勢，開發(fā)出“超薄型免磨牙貼面"，厚度降至100微米以下，厚度僅40微米，已經在多個城市實現(xiàn)商用落地。這是微納制造技術從“實驗室的工具"走向“改變生活方式"的一次跨越，展現(xiàn)出微納技術向產業(yè)端延伸的強大潛力。

神經科學的每一次突破，都意味著我們對“人"的理解更進一步。而支持這些突破的，除了需要生物學的發(fā)展，還需要腦電圖、成像儀這樣的“顯性設備"，更有像摩方微納3D打印這樣的隱形力量。它不是前臺演員，卻在幕后，穩(wěn)穩(wěn)撐起科學家手中那個微觀世界的構想。

隨著以摩方為代表的微納制造技術不斷向科研和產業(yè)滲透，不僅科研人員、工程師、醫(yī)生，甚至越來越多的普通人，都在從微納制造中受益。而摩方，正是在這條路上，腳踏實地地前行。