2026年4月10日，密苏里大学工程学院的研究人员已成功 3D 打印出一款人工大脑模型，这项成果有望重塑神经系统疾病研究、医疗专业人员培训及个性化治疗工具开发的方式。该模型目前为真实人脑大小的15%，研究团队计划在未来一年内制作出等比例全尺寸版本。这款 3D 打印大脑模型的独特之处在于，它不仅在外观上高度仿真，在力学触感和电磁特性上也与真实脑组织高度接近。
什么是大脑模型（Brain Phantom）
在科研领域，“模型（phantom）” 指用于模拟真实生物组织材料特性与成像特征的测试样本或模型。这款大脑模型可帮助研究人员分析大脑对机械力与电磁波的反应，提供计算机模拟无法实现的真实数据。
全新技术：嵌入式 3D 打印
大多数软组织模型采用传统方法制造，内部结构均匀，无法还原真实脑组织的异质性。为解决这一问题，密苏里大学团队采用嵌入式 3D 打印技术。与在空气中打印不同，该模型在凝胶状支撑液中完成打印。这种支撑介质为打印件提供结构稳定性，可精准还原大脑不同区域的硬度差异，以及柔软的脑沟与脑回结构。
仿真脑组织专用定制墨水
该研究的核心创新是研发出定制墨水—— 一种经过改性的通用聚合物，研究人员可精细调节其成分，模拟脑组织的力学、热学与介电特性。通过调整墨水化学配方，团队可打印出模拟灰质与白质的不同区域：
灰质：存在于大脑与脊髓中，支撑思考、运动与记忆，在信息处理、动作控制与情绪管理中发挥关键作用。
白质：负责在脊髓中传导、处理与传递神经信号，解读来自身体的感官信息。
机械与航空航天工程助理教授、该研究合著者克里斯托弗・奥布莱恩表示：“人体组织具有高度异质性，由不同特性的材料构成。我们的 3D 打印技术，首次实现了对这种复杂性的精准还原。”
应用场景：从医学培训到神经疾病研究
这款 3D 打印大脑模型在医学与科研领域应用广泛：
医学教育：医生与医学生可在高仿真模型上反复练习，在接触患者前完成安全、充分的训练。
个性化治疗规划：基于患者 MRI 或 CT 扫描数据定制的大脑模型，可辅助医生制定精准治疗方案。
医疗器械测试：用于研究植入物或日常电子设备与脑组织的相互作用。
神经疾病研究：助力研究阿尔茨海默病、脑动脉瘤、创伤性脑损伤等疾病的发展进程。
该研究首席研究员、博士生穆贾塔巴・拉菲克・戈托强调：“我们旨在为医学与科研界提供一款高仿真、可个性化定制的工具，它在提升健康与安全水平方面潜力巨大。”该研究以 《3D-printing soft tissue phantom models from photo-crosslinkable poly(vinyl alcohol) methacrylate》*为题，发表在《Materialia》期刊上。
来源：南极熊
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