细看3D打印在生物医疗材料的发展历程

棒棒书香
关注

3D打印技术作为一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术,其已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域,目前成为一种迅猛发展的潮流。理论上来说,所有的材料都可以用来打印。对于高端领域,打印材料的局限性严重阻碍了打印技术的发展。打印材料的瓶颈已经成为研究3D打印的重点问题之一。

深圳光华伟业董事长杨义浒认为,目前3D打印材料的问题主要体现在以下几点:可适用的材料成熟度赶不上打印市场发展的需求;材料打印流畅度不够;特种材料强度达不到要求;材料的安全性和环境友好性问题;材料的标准化及 系列化管理问题等 。解决打印材料的一系列问题显得尤为重要,直接关系到3D打印技术能否带领我们进入快速制造的新时代。其中研究在生物医学上应用的材料最引人注目,因为这方面的材料最难做、费用最高。生物医用材料的3D打印尤为困难,需要考虑材料的强度、安全性、生物相容性、组织工程材料的可降解性等,目前可用于3D打印的生物医用材料主要有金属、陶瓷、聚合物、生物墨水等,其特点是 分布范围较广,但是种类极少。在2017年初,小编就了解到,给猴子植入3D打印血管后,蓝光英诺拟2017年启动临床植入人体。

1.3D打印技术在生物医学工程中的应用

目前3D打印技术被广泛应用到生物医学领域,不仅包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等的实体制造,而且在国际上也开始将此技术用于器官模型的制造与手术分析策划,个性化组织工程支架材料和假体植入物的制造, 以及细胞或组织打印等方面的应用中。据报道,2013年12月剑桥大学再生医疗研究所开创性地通过3D打印技术,用大鼠视网膜的神经节细胞和神经胶质细胞制备得到具有三维结构的人工视网膜。该人工视网膜细胞打印出来后存活率高,并且仍具有分裂生长能力,这一突破性的进展为人类治愈失明带来了希望。目前已经可以利用3D打印技术 和仿生材料制备一些无细胞的修复材料,并且已经在临床上有所应用。未来,可以利用3D打印技术打印出具有生物活性的人体器官,实现人造器官的临床应用。此外,3D打印技术可以用于个性化治疗,降低治疗成本,将来开发更多的生物相容性和生物降解材料,与3D打印技术相结合可以减 轻因材料的不足而对人体产生的伤害 。这样一来3D打 印技术必将引领医疗领域的革命潮流。 

2.3D打印生物医用材料 

2.1医用金属材料 目前用于研究

3D打印的生物医用材料多为塑料,而金属材料具有比塑料更好的力学强度、导电性以及延展性,使其在硬组织修复研究领域具有天然的优越性。金属的熔融温度比较高,打印的难度较大,所以金属3D打印一般采用光固化3D打印(SLA)和选择性激光烧结(SLS)方式加工,由金属粉末在紫外光或者高能激光的照射下产生的高温实现金属粉末的熔合,逐层叠加得到所需的部件。目前用于生物医学打印的SAHOD料主要有钛合金、 钴铬合金、不锈钢和铝合金等。西安第四军医大学西京骨科医院骨肿瘤科郭征教授带领的团队,采用金属3D打印技术打印出与患者锁 骨和肩胛骨完全一致的钛合金植入假体,并通过手术成功将钛合金假体植入骨肿瘤患者体内,成为世界范围内肩胛带不定形骨重建的首次应用,标志着3D打印个体化金属骨骼修复技术的进一步成熟。

下载OFweek,高科技全行业资讯一手掌握

评论

(共0条评论

评论长度不能少于6个字

暂无评论

今日看点

还不是OFweek会员,马上注册
X
立即打开