生物医用材料的3D打印技术与发展

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1、生物医用材料的３Ｄ打印技术与发展／罗文峰等·８１·生物医用材料的３Ｄ打印技术与发展＊罗文峰１，２，杨雪香１，敖宁建１，２（１暨南大学生物医学工程系，广州５１０６３２；２广东省教育厅生物材料重点实验室，广州５１０６３２）摘要近年来，由于３Ｄ打印技术的迅猛发展，有关３Ｄ打印技术的应用受到科学界广泛关注，特别是生物医学领域。３Ｄ打印材料的瓶颈制约着３Ｄ打印技术的发展，特别是用于生物医学领域的打印材料，只有非常局限的几种，但是研究可打印生物医用材料意义重大，经济效益显著。简述了３Ｄ打印技术在生物医学工程上的应用。重点综述了用于３Ｄ打印的生物医用材料，主要涉及金属、陶瓷、高聚物、复合材料以及生物墨水等，

2、并且阐述了３Ｄ打印材料的发展前景。关键词３Ｄ打印技术生物医用材料组织工程中图分类号：ＴＢ３９；Ｒ３１８．０８文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０２３Ｘ．２０１６．０１３．０１３ＡＲｅｖｉｅｗｏｆＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＰｒｉｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ１，２，ＹＡＮＧＸｕｅｘｉａｎｇ１，ＡＯＮｉｎｇｊｉａｎ１，２ＬＵＯＷｅｎｆｅｎｇ（１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６３２；２ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒ

3、ＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６３２）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｈａｓａｃ－ｑｕｉｒｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｉｎｔｅｒｅｓｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｏｎｅｏｆｔｈｅｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｔｒｏｕｂｌｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇ，ｅｓｐｅｃ

4、ｉａｌｌｙｉｎｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｏｎｌｙａｆｅｗｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｖａｉｌａｂｌｅｆｏｒｐｒｉｎｔｉｎｇ，ｂｕｔｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｍｏｒｅｐｒｉｎｔａｂｌｅｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｎｄｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｒｅｍａｒｋａｂｌｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆ３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙａｖｉｖｉｄｄｅｓｃｒｉｐ－ｔｉｏｎａｂｏｕｔ３Ｄｐｒｉｎｔａｂｌｅｂｉｏ

5、ｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｅｔａｌｓ，ｃｅｒａｍｉｃｓ，ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｎｄｂｉｏｉｎｋ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｐｒｏｓ－ｐｅｃｔｆｏｒ３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓａｌｓｏｍｅｎｔｉｏｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ３Ｄ打印尤为困难，需要考虑材料的强度、安全性、生物相容０引言性、组织工程材料的可降解性等，目前可用于３Ｄ打印的生物３Ｄ打印技术作为一项集光／机／电、计算机、数控及新材医用材料主要有金属、陶瓷、聚合物、生物墨水等，其特点是料于一体的先进

6、制造技术，其已广泛应用于航空航天、军工分布范围较广，但是种类极少［２］。与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费１３Ｄ打印技术在生物医学工程中的应用品和日用品、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。目前３Ｄ打印技术被广泛应用到生物医学领域，不仅包对于高端领域，打印材料的局限性严重阻碍了打印技术的发括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等的实体制造，展。打印材料的瓶颈已经成为研究３Ｄ打印的重点问题之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一。深圳光华伟业董事长杨义浒认为，目前３Ｄ打印材料的分析策划，个性化组织

7、工程支架材料和假体植入物的制造，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以及细胞或组织打印等方面的应用中［３－５］。据报道［６］，２０１３市场发展的需求；材料打印流畅度不够；特种材料强度达不年１２月剑桥大学再生医疗研究所开创性地通过３Ｄ打印技到要求；材料的安全性和环境友好性问题；材料的标准化及术，用大鼠视网膜的神经节细胞和神经胶质细胞制备得到具系列化管理问题等［１］。解决打印材料的一系