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借助4D打印技术制造出的智能结构，可以发生由一维或二维结构向三维结构的变化，或者由一种三维结构变形成另一种三维结构。这种结构的随意变化也给4D打印技术的应用带来无穷的畅想，而生物医疗领域最有可能成为该炫技的主秀场。4D打印有利于新型医疗植入物的发明。比如心脏支架，如果采用4D打印技术制造，将不再需要给病人做开胸手术，可通过血液循环系统注射入携带设计方案的智能材料，到达心脏指定部位后自我组装成支架。

如今，4D打印在生物医疗领域也有无穷应用，他们将对带有记忆功能的材料进行精确控制，使之在一定的外部条件（比如温度、压力）下，恢复预设的形态。除此之外，多自由度操作臂是未来发展的研究难点。

到目前为止，4D打印面临的最大挑战之一就是创建复杂的，平滑弯曲的形状的能力。这很难用简单的材料结构处理，而是需要使用多种材料的异构设计。因此哈佛的研究人员使用弯曲肋条,通过多方向的选择与重复，可以多层构建复杂的晶格。

在此过程中，肋条是使用四种不同的弹性体墨水组合沉积的-每种墨水对刺激的反应都不同。为了实现可预测的转换，在设计阶段预先确定了用于创建每个单独的肋的确切位置，方向和材料等等。

目前4D打印技术还只是处于概念阶段，并且在未来较长的一段时间内也主要停留在试验研究阶段。不过，可以肯定的是，4D打印技术研究和发展应用将对传统机械结构设计与制造带来深远的影响，而随着4D打印智能材料的多样化，4D打印技术的应用将更加广泛。