3D打印技术在生物材料中的应用ppt课件

三维打印技术在生物材料中的应用 主讲人 张猛 三维打印技术是一种计算机辅助设计的固体分层制造快速成型技术 RSCAdv 2016 6 60355 60371 三维打印分类 1 熔融沉积制造2 光固化3 选择性激光烧结 熔融4 喷墨打印机三维打印 ChiaHN WuBM Journalofbiologicalengineering 2015 9 1 1 熔融沉积制造Fuseddepositionmodeling FDM vanNoortR Dent 1995 74 341 4 熔融沉积制造 概念 将熔化的热塑性材料通过两个喷头沉积出特定的图案的制造工艺 流程 热塑性材料加热熔融 通过喷头挤出 计算机控制二维平面运动得到图案 支撑材料填充孔隙 平台下降进行下一层打印 得到三维立体材料优点 高孔隙率 力学性能好缺点 热塑性材料粘性 导热性 流变性要求高 高的挤出温度限制了材料与活细胞及温度敏感的生物制剂的结合 NingXu ACSAppl Mater Interfaces2014 6 14952 14963 熔融沉积法制备3D人造骨 制备流程及表征 所用粉体 PCL HA NingXu ACSAppl Mater Interfaces2014 6 14952 14963 体外实验 光固化Stereolithography SLA MelchelsFP FeijenJ GrijpmaDW Biomaterials 2010 31 6121 30 光固化 概念 利用激光使光敏树脂分层聚合的制造工艺流程 腔槽内装载液态光敏树脂 计算机控制激光扫描进行光聚合 固化的树脂沉积在平台上 平台下降进行下一层的扫描 得到三维立体材料材料要求 光聚合 需要光引发剂和自由基辅助光聚合优点 易去除未固化的树脂 分辨率高 1 2 m 由激光光斑直径控制缺点 缺乏生物相容性良好的树脂 对于硬组织来说力学性能差 3DBioprintingaCell LadenBoneMatrixforBreastCancerMetastasisStudy ZhouX etal ACSAppliedMaterials Interfaces 2016 8 44 30017 30026 ZhouX etal ACSAppliedMaterials Interfaces 2016 8 44 30017 30026 LauraE J Mater Chem B 2015 3 8348 选择性激光烧结Selectivelasersintering melting SLS PattanayakDK ActaBiomater 2011 7 1398 406 选择性激光烧结 概念 高功率激光融合小颗粒粉体材料的固体快速成型技术流程 粉末与粘结剂结合形成前驱体 在平台表面铺上一层前驱体 计算机控制高功率激光扫描 烧结完成再铺上下一层前驱体 得到三维立体材料优点 不需要支撑材料 不需要有机溶剂 不同层间组分可调 高强度缺点 热传导导致边缘融合降低分辨率 孔隙大小受粒子尺寸限制 PengW etal Biomedicalengineeringonline 2016 15 1 85 Amulti rooteddentalimplant ResultoftorquetestfortheRBMimplantandMRI Titaniumalloyenablesosseointegrationofporousmulti rootedimplants 三维打印Three dimensionalprinting 3DP H W Kang Nat Biotechnol 34 2016 pp 312 319 喷墨打印机三维打印 概念 利用粘结剂使粉末浆料喷射或挤出的固体快速成型技术流程 金属或生物陶瓷粉体与粘结剂结合形成前驱体 计算机控制打印机针头挤出浆料进行第一层打印 打印机悬臂升高一定距离进行下一层打印优点 每一层的组分任意可变 室温下制备 缺点 分辨率受针头限制 100 m 多巴胺修饰的TCP支架光学照片 SEM及离子释放 Biomaterials111 2016 138 148 Biomaterials111 2016 138 148 纯支架与多巴胺修饰的支架的共聚焦 SEM 组织学成骨活性分析 总结