孫云龍

1中國(guó)藥科大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展中心;2中國(guó)藥科大學(xué)黨委辦公室 (南京 211198)

近年來，3D打印(又稱增材制造)作為第三次工業(yè)革命的代表性新興技術(shù)，憑借其精準(zhǔn)智能特征和學(xué)科交叉融合性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造、建筑設(shè)計(jì)等各種領(lǐng)域，并逐漸在醫(yī)藥領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值。工信部等十二部門聯(lián)合印發(fā)的《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017—2020年)》中多次提出推動(dòng)3D打印技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，并針對(duì)新藥研發(fā)等需求開展技術(shù)攻關(guān)與突破。與此同時(shí)，為服務(wù)“健康中國(guó)”戰(zhàn)略新需求，瞄準(zhǔn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展新方向，教育部等多部委2019年聯(lián)合啟動(dòng)的“六卓越一拔尖計(jì)劃2.0”，強(qiáng)調(diào)針對(duì)“新醫(yī)科”建設(shè),建立以多學(xué)科交叉融合為支撐的醫(yī)學(xué)教育新模式，培養(yǎng)能夠綜合運(yùn)用交叉學(xué)科與新興學(xué)科知識(shí)解決醫(yī)藥領(lǐng)域前沿問題的高層次醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才。這些都為3D打印技術(shù)有機(jī)融入醫(yī)藥創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程提供了重要契機(jī)。本文旨在結(jié)合中國(guó)藥科大學(xué)依托3D打印創(chuàng)客平臺(tái)開展“藥工融合”創(chuàng)新教育實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與成效，對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用于藥學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式與路徑進(jìn)行探討。

1 3D打印技術(shù)在藥學(xué)領(lǐng)域中的研究進(jìn)展與應(yīng)用

1.1 3D打印藥物技術(shù)的研究現(xiàn)狀

隨著“精準(zhǔn)醫(yī)療”技術(shù)日新月異的發(fā)展，個(gè)性化用藥方案對(duì)患者特異性疾病的精準(zhǔn)預(yù)防與治療，正逐步從理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。3D打印作為新一代快速成型技術(shù)，能夠利用計(jì)算機(jī)輔助軟件構(gòu)建個(gè)性化、定制化的復(fù)雜模型，并通過分層制造、逐層堆積，打印出成型精度高、重復(fù)性好且可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)體物品。這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)能夠解決傳統(tǒng)藥物制備工藝很難突破的精準(zhǔn)釋放、藥物劑量控制、多藥分布等技術(shù)難點(diǎn)，降低復(fù)雜結(jié)構(gòu)藥物和個(gè)性化定制藥物的制造難度，因而3D打印技術(shù)在未來精準(zhǔn)給藥時(shí)代擁有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，受限于藥物模型設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和3D打印藥物專用設(shè)備及材料的缺乏，3D打印在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用門檻較高，起步也相對(duì)較晚。但隨著近年來工科與藥科跨學(xué)科交叉研究的深入，越來越多的研究者開始投入到將3D打印技術(shù)應(yīng)用于藥物研發(fā)、合成、生產(chǎn)等領(lǐng)域的探索性研究中，并已取得一定成果。如在藥物合成領(lǐng)域，研究者或是將傳統(tǒng)3D打印機(jī)改造成可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的小型反應(yīng)容器，或是直接嘗試研發(fā)能夠在分子水平工作的3D打印藥物合成早期驗(yàn)證設(shè)備，有些原型設(shè)備甚至已能在實(shí)驗(yàn)室中合成出較為復(fù)雜的藥物小分子。在藥物制劑領(lǐng)域，基于粉末黏合或熱熔沉積原理，進(jìn)行藥物打印的技術(shù)已逐步成熟，2015年美國(guó)食品藥品管理局正式批準(zhǔn)了全球首款采用3D打印技術(shù)制備的抗癲癇處方藥物SPRITAM(左乙拉西坦,levetiracetam)口腔崩解片上市，我國(guó)3D打印醫(yī)藥高科技公司已能夠自主開發(fā)出3D打印的熱熔擠出沉積(MED)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了3D打印在藥物制劑領(lǐng)域?qū)徔蒯屗幬锖蛷?fù)方藥物設(shè)計(jì)與制造的突破。此外，3D打印的類器官模型也開始被嘗試應(yīng)用于新藥測(cè)試和個(gè)性化藥物篩選。這些研究技術(shù)突破既擴(kuò)大了3D打印在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，也將直接加速藥學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式變革的進(jìn)程。

1.2 3D打印在藥學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的應(yīng)用

當(dāng)前，在“健康中國(guó)”戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的雙重引領(lǐng)下，醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)Ω邔哟稳瞬拍芰Φ男枨笳饾u從注重實(shí)踐動(dòng)手能力向注重創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變。特別是隨著智能制藥、高端藥物制劑研發(fā)等新興專業(yè)的出現(xiàn)，制藥行業(yè)對(duì)具備多學(xué)科專業(yè)背景，學(xué)術(shù)視野開闊和科研思維活躍、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力強(qiáng)的復(fù)合型藥學(xué)人才的需求越來越迫切。藥學(xué)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式與路徑正經(jīng)歷著深刻的變革，需要構(gòu)建更具學(xué)科交叉性、更能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新興趣和潛力的實(shí)踐平臺(tái)。而3D打印技術(shù)所具有的學(xué)科交叉、創(chuàng)意可實(shí)物化等特點(diǎn)，為其用于藥學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革提供了機(jī)遇和切入點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)有些藥學(xué)院校已開始嘗試將3D打印技術(shù)引入藥學(xué)生培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如開設(shè)3D打印應(yīng)用技術(shù)課程及開放性實(shí)驗(yàn)，培育大學(xué)生雙創(chuàng)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，與校外3D打印產(chǎn)業(yè)園開展人才聯(lián)合培養(yǎng)等。但3D打印技術(shù)有機(jī)融入藥學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系還處于起步階段，需要探索更為系統(tǒng)且具推廣借鑒意義的模式與路徑。

2 依托3D打印創(chuàng)客平臺(tái)開展創(chuàng)新人才培養(yǎng)

中國(guó)藥科大學(xué)作為國(guó)內(nèi)高等藥學(xué)教育的引領(lǐng)者，在吸收借鑒國(guó)內(nèi)外高校將3D打印應(yīng)用于其他領(lǐng)域人才培養(yǎng)有益經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實(shí)際和藥學(xué)專業(yè)教育特點(diǎn)，逐漸摸索出一套依托3D打印創(chuàng)客空間開展藥學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式。

2.1 搭建3D打印創(chuàng)客共享平臺(tái)

傳統(tǒng)藥學(xué)教育模式下，藥學(xué)生的知識(shí)面相對(duì)集中于藥學(xué)專業(yè)領(lǐng)域，且專業(yè)課科目眾多，學(xué)業(yè)任務(wù)較重，要將學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)從醫(yī)藥專業(yè)領(lǐng)域吸引到相對(duì)陌生的3D打印技術(shù)上來，并能圍繞“藥工融合”開展跨學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，需要首先從激發(fā)學(xué)生對(duì)3D打印的興趣入手，搭建近在師生身邊，充滿創(chuàng)新活力和想象力的3D打印創(chuàng)客空間，供師生開展基于自由創(chuàng)造的3D打印技術(shù)體驗(yàn)、科研探索和實(shí)踐教學(xué)。

該類創(chuàng)客平臺(tái)的實(shí)體空間可以根據(jù)3D打印實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行功能區(qū)域劃分。如劃分出3D打印操作區(qū)、作品展示區(qū)、研討交流區(qū)，設(shè)備器材拆裝維修及存儲(chǔ)區(qū)等，并配齊展示架、操作臺(tái)、多媒體教學(xué)設(shè)備、可拼接研討桌及實(shí)驗(yàn)物料存儲(chǔ)柜等，保證師生在一個(gè)空間內(nèi)就可以基本完成與3D打印相關(guān)的各類雙創(chuàng)實(shí)踐活動(dòng)。另外，在軟硬件設(shè)施配置方面，學(xué)校配備了各類易于學(xué)生上手操作的主流桌面級(jí)3D打印機(jī)及配套設(shè)備，如熔融擠出成(FDM)3D打印機(jī)、立體光固化(SLA)3D打印機(jī)、選擇性區(qū)域透光固化(LCD)3D打印機(jī)、高低溫3D打印筆以及光固化3D打印專用清洗機(jī)等，并配備種類相對(duì)齊全的三維建模、渲染及切片處理軟件來重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的三維建模能力。此外，有條件的院校還可根據(jù)藥學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，嘗試引入專業(yè)級(jí)的醫(yī)學(xué)影像三維處理軟件，如ORS Visual等，方便學(xué)生進(jìn)行專業(yè)級(jí)別的醫(yī)藥領(lǐng)域三維圖像處理和模型構(gòu)建。

2.2 構(gòu)建校地、校企協(xié)同的育人機(jī)制

作為非工科見長(zhǎng)的醫(yī)藥類院校，要引領(lǐng)學(xué)生圍繞“藥工融合”前沿領(lǐng)域開展3D打印創(chuàng)新實(shí)踐，學(xué)校就應(yīng)該充分發(fā)揮校外資源對(duì)學(xué)生3D打印創(chuàng)新能力培養(yǎng)的支撐和帶動(dòng)作用。首先，根據(jù)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的研究方向，按照“專兼結(jié)合、特長(zhǎng)互補(bǔ)、校地協(xié)同”的原則，學(xué)?？山M建跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的復(fù)合型師資團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)中除了要有負(fù)責(zé)3D打印創(chuàng)客空間發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)和日常運(yùn)營(yíng)監(jiān)管的校內(nèi)專職指導(dǎo)教師外，還應(yīng)盡可能地聘請(qǐng)校內(nèi)藥學(xué)及生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜?，校?D打印產(chǎn)業(yè)園區(qū)高管、資深工程師，高新技術(shù)投融資者等擔(dān)任兼職指導(dǎo)教師，為學(xué)生提供多學(xué)科背景、多專業(yè)視角的技術(shù)幫助。其次，醫(yī)藥院?？梢圆扇　白叱鋈ァ迸c“請(qǐng)進(jìn)來”相結(jié)合的互動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)與校外3D打印產(chǎn)業(yè)園、醫(yī)藥3D打印高新技術(shù)企業(yè)及其他工科類院校的交流與合作。通過掛牌成立校外3D打印創(chuàng)新實(shí)踐基地，常態(tài)化學(xué)生外派實(shí)踐，定期組織指導(dǎo)教師外出學(xué)習(xí)，跟蹤掌握領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)等形式，加強(qiáng)人才校企聯(lián)合培養(yǎng)，形成師生知識(shí)更新與技術(shù)交流的良性機(jī)制。再次，醫(yī)藥院校還可以嘗試聯(lián)合3D技術(shù)企業(yè)在校內(nèi)共建3D打印創(chuàng)客空間，定期邀請(qǐng)校外3D打印專家學(xué)者、技術(shù)工程師走進(jìn)校園，開展各類技術(shù)培訓(xùn)和科普講座，參與解決學(xué)生開放性實(shí)驗(yàn)中遇到的技術(shù)問題。此種創(chuàng)新人才的協(xié)同培育機(jī)制既有助于加深師生對(duì)“3D打印+醫(yī)療”認(rèn)識(shí)，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維，也能對(duì)醫(yī)藥類院校明確3D打印創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)和發(fā)展思路起到較好的助推作用。

2.3 開展3D打印實(shí)踐教學(xué)與課外活動(dòng)

開展3D打印實(shí)踐活動(dòng)需要掌握機(jī)械工程、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)工科領(lǐng)域知識(shí)，而藥學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與實(shí)踐技能則相對(duì)集中在藥學(xué)、化學(xué)及生物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。在3D打印創(chuàng)客空間建設(shè)之初，藥學(xué)類專業(yè)師生對(duì)該技術(shù)的認(rèn)知還比較有限，工程設(shè)計(jì)與建模的能力也十分欠缺。要激發(fā)學(xué)生對(duì)3D打印技術(shù)產(chǎn)生興趣，醫(yī)藥院?？梢韵葟钠涫煜さ尼t(yī)藥領(lǐng)域入手，挖掘創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，引導(dǎo)他們形成對(duì)藥工學(xué)科交叉融合的直觀認(rèn)知，并培養(yǎng)其發(fā)散性思維，自主運(yùn)用3D打印技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域開展科創(chuàng)探索。為此，第一課堂與第二課堂協(xié)同融合，3D打印納入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)顯得很有必要。

具體來說，首先，醫(yī)藥院校通過開設(shè)公共選修課程來幫助學(xué)生快速掌握3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)原理、基本的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與建模技術(shù)，并了解該技術(shù)在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，幫助他們迅速構(gòu)建較為完整的3D打印知識(shí)體系。然后，可以基于STEAM超學(xué)科教育理念(科學(xué)Science，技術(shù)Technology，工程Engineering，藝術(shù)Arts，數(shù)學(xué)Mathematics)，開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)。在開放性實(shí)驗(yàn)參與學(xué)生的遴選方面，學(xué)校應(yīng)打破常規(guī)學(xué)科界限，面向全校招募多學(xué)科背景、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生加入。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)方面，教師可以采取翻轉(zhuǎn)課堂方式讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，根據(jù)個(gè)人興趣、專長(zhǎng)，自由組成創(chuàng)意小組，并自主完成頭腦風(fēng)暴選題、作品建模設(shè)計(jì)、打印實(shí)操及經(jīng)驗(yàn)成果分享等環(huán)節(jié)。教師在整個(gè)過程中應(yīng)該扮演選題修正、背景知識(shí)補(bǔ)充與技術(shù)指導(dǎo)、考核評(píng)價(jià)的角色，依靠多樣化的教學(xué)手段去充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造潛力。此外，為提升師生對(duì)3D打印的興趣，各院校還可以定期組織開展作品巡展、創(chuàng)意比賽、科普講座等豐富多彩的“第二課堂”活動(dòng)，讓更多學(xué)生感受3D打印魅力，享受創(chuàng)新樂趣，提高學(xué)習(xí)熱情。

2.4 探索項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式運(yùn)營(yíng)

為充分發(fā)揮3D打印的技術(shù)特點(diǎn)，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)同創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，在創(chuàng)客空間的運(yùn)營(yíng)管理方面，高?？梢試L試用開放的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式運(yùn)營(yíng)模式取代傳統(tǒng)的行政管理模式。具體來說，在運(yùn)營(yíng)主體方面，學(xué)?？烧心紵嶂?D打印技術(shù)鉆研的學(xué)生，組建創(chuàng)客工作室，讓他們成為空間的日常管理維護(hù)和使用的主體，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)與監(jiān)管。在開放機(jī)制方面，學(xué)校應(yīng)制定一整套涵蓋創(chuàng)客空間使用對(duì)象、開放時(shí)間、申請(qǐng)準(zhǔn)入流程、使用操作規(guī)程、安全注意事項(xiàng)等制度規(guī)范，面向全校學(xué)生開放共享，凡需開展3D打印相關(guān)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或課外科技創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)，均可預(yù)約申請(qǐng)使用。創(chuàng)客空間對(duì)申請(qǐng)項(xiàng)目的創(chuàng)新性、合理性、使用時(shí)長(zhǎng)與成本，以及預(yù)期成果等進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于審核通過的項(xiàng)目，運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)首先應(yīng)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施者進(jìn)行空間使用的操作規(guī)程培訓(xùn)，并根據(jù)不同申請(qǐng)計(jì)劃，排出使用時(shí)間表。項(xiàng)目實(shí)施者需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自主開展文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并有計(jì)劃地組織開展實(shí)驗(yàn)，項(xiàng)目結(jié)束后進(jìn)行終期匯報(bào)與作品呈現(xiàn)。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式運(yùn)營(yíng)的最大特色在于一切工作圍繞創(chuàng)意項(xiàng)目展開，從一個(gè)創(chuàng)意作品概念的提出到建模設(shè)計(jì)、打印制作、裝配展示，以及設(shè)備的日常維護(hù)維修都由學(xué)生自主完成，學(xué)生真正成為創(chuàng)新的主體，可以更好地將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐操作融會(huì)貫通，并自主解決項(xiàng)目實(shí)施過程中可能遇到的各種問題，最大限度地降低了學(xué)生開展3D打印創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的成本與風(fēng)險(xiǎn)，有助于提升他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感和成就感。圖1為中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)生自主設(shè)計(jì)制作的創(chuàng)意作品。此外，這種模式更加方便教師對(duì)學(xué)生開展針對(duì)性的指導(dǎo)，在減少教師重復(fù)性勞動(dòng)的同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別有創(chuàng)新潛質(zhì)的學(xué)生，為后續(xù)遴選和培養(yǎng)高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才奠定良好的基礎(chǔ)。

3 3D打印在醫(yī)藥類專業(yè)“創(chuàng)客”培養(yǎng)中應(yīng)用案例分析——基于任務(wù)教學(xué)法

任務(wù)教學(xué)法是以任務(wù)完成為導(dǎo)向，通過創(chuàng)設(shè)特定教學(xué)情境，在教師的組織與指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，完成既定教學(xué)任務(wù)并進(jìn)行效果評(píng)估的方法。該方法一般分為前任務(wù)階段(Pre-task)、任務(wù)環(huán)階段(Task-cycle)、后任務(wù)階段(Post-task)3個(gè)環(huán)節(jié)。由于可以更好地將學(xué)生的自主學(xué)習(xí)探索與教育任務(wù)相結(jié)合，鍛煉其創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，因而該教學(xué)法被廣泛用于各類創(chuàng)客教育教學(xué)實(shí)踐中。近年來本校運(yùn)用任務(wù)教學(xué)法引導(dǎo)藥學(xué)生開展了一系列醫(yī)藥方向3D打印創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，并取得良好成效。筆者以疫情期間設(shè)計(jì)制作新型冠狀病毒(COVID-19)結(jié)構(gòu)立體模型為例進(jìn)行介紹。

3.1 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

新冠肺炎疫情暴發(fā)之后，中國(guó)藥科大學(xué)作為在全國(guó)復(fù)學(xué)較早且藥學(xué)特色鮮明的高校，在3D打印創(chuàng)新實(shí)踐中創(chuàng)設(shè)了有關(guān)新冠肺炎疫情防控與科普的教學(xué)情境，引導(dǎo)“創(chuàng)客”學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，探索將3D打印技術(shù)和醫(yī)藥專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，設(shè)計(jì)制作病毒及病理樣本模型、防護(hù)器具等，為疫情防控做出力所能及的貢獻(xiàn)。

3.2 前任務(wù)階段

首先，“創(chuàng)客”學(xué)生團(tuán)隊(duì)頭腦風(fēng)暴，提出多個(gè)與疫情防控有關(guān)的設(shè)計(jì)創(chuàng)意。然后，指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生現(xiàn)有技術(shù)能力、打印設(shè)備條件和作品制作難易程度進(jìn)行評(píng)估，確定設(shè)計(jì)制作新冠肺炎病毒立體模型的教育任務(wù)。接下來，指導(dǎo)教師對(duì)任務(wù)作品提出具體設(shè)計(jì)要求，譬如病毒模型應(yīng)兼具科學(xué)性與仿真性，要能全方位展示新冠肺炎病毒的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，可以用于新冠肺炎科普演示，便于師生直觀認(rèn)知和增強(qiáng)防護(hù)意識(shí)等。學(xué)生按照教師下達(dá)的技術(shù)要求，進(jìn)一步明確任務(wù)完成的技術(shù)路線與作品呈現(xiàn)形式等。

3.3 任務(wù)環(huán)階段

在指導(dǎo)教師幫助下，“創(chuàng)客”學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式查閱文獻(xiàn)資料，確定可建模參照的新冠肺炎病毒的超微結(jié)構(gòu)圖。為能立體、全面、精確地將COVID-19分子形態(tài)中表面S蛋白、M蛋白、血凝素—酯酶蛋白、囊膜、RNA-N蛋白、E蛋白等多種內(nèi)外部生理構(gòu)造展示出來，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過充分的內(nèi)部學(xué)習(xí)與研討，確定打印病毒剖面立體模型的構(gòu)想，并開展病毒三維結(jié)構(gòu)的建模及渲染。此時(shí)，指導(dǎo)教師再次介入，對(duì)病毒實(shí)體模型的大小比例、色彩、精度、打印時(shí)長(zhǎng)等提出更為具體的技術(shù)指標(biāo)，并帶領(lǐng)學(xué)生選用不同類型3D打印機(jī)和耗材進(jìn)行反復(fù)試打，選定采用打印精度高、操作簡(jiǎn)便的LCD(選擇性區(qū)域透光)固化技術(shù)。最終，使用該技術(shù)的桌面級(jí)光固化打印機(jī)進(jìn)行打印，并以固化速度快、成型精度高的光敏樹脂作為打印材質(zhì)，完成模型打印，如圖2所示。

3.4 后任務(wù)階段

創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)生物學(xué)和藥學(xué)專業(yè)知識(shí)，將新冠肺炎病毒結(jié)構(gòu)的知識(shí)、病毒感染后利用熒光RT-PCR技術(shù)進(jìn)行核酸檢測(cè)的原理與病毒3D模型打印制作的過程有機(jī)整合，撰寫科普視頻腳本，并繪制相關(guān)科研繪圖。經(jīng)教師審定后，制作成“3D疫士”科普視頻，通過各類新媒體平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布，起到了良好的科普宣傳效果。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

當(dāng)前，3D打印技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已日益成為國(guó)內(nèi)外新的研究熱點(diǎn)。隨著該技術(shù)在材料學(xué)、機(jī)器制造等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)的突破，不久的將來有望迎來在制藥領(lǐng)域更為廣闊的應(yīng)用，屆時(shí)社會(huì)對(duì)藥工復(fù)合型人才的需求也將迎來井噴式增長(zhǎng)。因此，部分研究背景相關(guān)、學(xué)科基礎(chǔ)扎實(shí)，設(shè)施條件完善的醫(yī)藥類高校及工科院校，應(yīng)該未雨綢繆，積極開展將3D打印技術(shù)融入藥學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)改革，為未來更為廣泛的藥科、醫(yī)科與工科融合進(jìn)行必要的經(jīng)驗(yàn)積累與人才儲(chǔ)備。