现在，糖人有了现代版。美国伊利诺斯大学的工程师研制了一台全新概念的3D打印机，不同于流行3D打印一层又一层地产生固体外壳，它是在空间喷出异麦芽糖细丝，让其硬化后构成精细的网状结构。所用的糖醇也就是用来制造润喉含片的那种，玻璃状、具水溶性、可生物降解。这为生物医学工程、癌症研究和器件制造等所需的精细结构提供了一个甜美的解决方案。

　　团队在《增材制造》杂志上的论文描述了这种自由形态异构体打印的材料和力学。所谓自由形态，是指喷嘴在空间三维移动，喷出熔化的材料，硬化后留下坚固的结构，就像在空中立体作画。

　　第一作者马修斯·盖尔伯，是伊利诺斯癌症中心主任、生物工程教授罗希特·巴尔加瓦刚毕业的博士生。他说，团队发现异麦芽糖醇可用于印刷应用，不易燃烧或结晶，所以想建造能稳定打印糖醇结构的打印机。它必须具备各种适配的机械性能，包括合适的温度、喷嘴挤出力、喷嘴直径和移动速度，保证顺利打印，然后硬化成稳定的结构。

　　盖尔伯说，“材料学、力学、还有计算机科学，都少不了。你想做一件东西，如何将设计告诉打印机？你还得掌握打印这些长丝相交的顺序，使它不会崩塌。”团队与Wolfram研究所的格雷戈·赫斯特合作，创建了设计支架和绘制打印路径的专用算法。

　　“这是个出色的方案，我们现在能塑造形状，绕上软性材料，这可能用作细胞和组织生长的支架，而后自行溶解。”巴尔加瓦说，“例如，在实验室中生长器官，或研究肿瘤，通常的细胞培养是在平底盘中进行的。这不是观察器官在身体中作用的动态、理想的方式。人体各器官有确定的形状，和功能密切相关。比如打印一只兔子，其实尾巴部分的机械性能不同于背部，也不同于耳朵。而在层层添加的增材打印中，各处用的材料相同，沉积量相同，很难调节各处的机械性能。而有了糖式打印，你能借助打印机参数的细微变化，精确控制结构各部分的机械性能。”

　　另一个优势是能制造传统三维打印做不了的圆形截面细管。当糖溶解时，你可能得到一系列相互连通的圆柱形管道，能像血管一样在组织中输送营养物质，或形成微流体装置中的通道。

　　盖尔伯撰写了一系列论文，详细说明如何构建这种打印机，以及操作它所需的规划算法。他希望其他研究人员也能使用其模型研制打印机，探索糖醇结构的各种应用。巴尔加瓦团队在多种微流体装置和细胞培养中使用这种支架，并研发支架的涂层，以控制其溶解的速度。

　　比尔 （图：Travis Ross）