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3D打印技术 3D打印技术 又称3D快速成型技术或增材制造技术 是20世纪80年代后期开始逐渐兴起的一项新兴制造技术 它是指在计算机控制下 根据物体的计算机辅助设计 CAD 模型或计算机断层扫描 CT 等数据 通过材料的精确3D堆积 快速制造任意复杂形状3D物体的新型数字化成型技术 3D打印 根据CT等成像数据 经计算机3D建模转换 再以STL格式文件输入到计算机系统中 并分层成二维切片数据 通过计算机控制的3D打印系统进行逐层打印 叠加后最终获得三维产品 3D打印材料类型 1 光固化立体印刷生物可降解组织工程支架生物可降解水凝胶2 熔融沉积成型3 选择性激光烧结4 3D喷印5 直接携带细胞打印的生物打印技术 3D打印的缺点 光固化立体印刷技术制备的3D材料精度高 力学强度较高 但在后处理除去有机溶剂等杂质过程中需要避免成型产品发生变形 熔融沉积成型技术制备的成型产品精度高 表面质量好 但是需要高温将原料熔融 选择性激光烧结技术的优势则是加工速度快 无需使用支撑材料 其缺点是高加工温度 成型产品表面粗糙等 另外 3D喷印技术操作简单 快速成型 制备条件温和 然而 其成型产品的力学强度较低 因此 在选择不同方法制备三维高分子支架材料时 还需结合原料的特点以及对成型产品的性能要求 3D打印技术与生物医学 3D打印技术能够根据不同患者需要 快速精确制备适合不同患者的个性化生物医用高分子材料 并能同时对材料的微观结构进行精确控制 目前3D打印技术在国际上已开始被应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生物相容与生物可降解高分子在生物医学应用 尤其是组织工程应用中具有独特的优势 3D打印技术与生物医学 目前临床所使用的替代材料都是按照固定模式制造 难以与患者的缺损部位完美匹配 无法获得十分满意的效果 而利用3D打印技术则可以根据不同患者的CT 磁共振成像 MRI 等成像数据 快速制造个性化的组织工程支架材料 甚至可以携带细胞对组织缺损部位进行原位细胞打印 该技术不仅能实现材料与患者病变部位的完美匹配 而且能在微观结构上调控材料的结构 以及细胞的排列 更有利于促进细胞的生长与分化 获得理想的组织修复效果 3D打印在骨科中的应用 最多 3D打印颅骨3D打印下颌骨3D打印胸骨3D打印脊柱笼3D打印截骨融合器3D打印膝关节3D打印髋臼杯3D打印肩胛骨 3D打印人体器官或组织 对于简单器官 如骨 软骨 膀胱 制造 借助单双喷头生物材料打印设备即可实现 人造心脏瓣膜 人造肝脏 器官再生 利用3D打印技术 以各种活细胞与胶质混合物为打印材料 通过计算机技术建立三维立体模型 最后逐层打印 成为一个器官 3D打印器官的不足 在构建器官时 如何构建出血管 营养及废物的通道 使得器官内部的细胞也能够正常地生长 如何将不同种类和功能的细胞排列在一个特定的三维结构中 制备出具有复杂结构的器官基体来 从而实现复杂器官的基本功能 就比如前几张幻灯片中的组织器官中 有功能的就人造膀胱和心脏瓣膜 而后面的3D打印的肾可以说根本没有功能 空有其型 3D打印的未来与方向 找到更多的新型的具有良好的生物相容性等特点的材料高分子的生物相容性 生物响应性 降解性能