【導(dǎo)讀】3D打印是一種計(jì)算機(jī)控制，基于數(shù)字模型文件，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或斷層掃描數(shù)據(jù)，按照逐層疊加的原理，通過打印材料構(gòu)建出三維立體精細(xì)的模型，近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，在傳統(tǒng)醫(yī)藥行業(yè)市場(chǎng)中，工廠批量生產(chǎn)的生物材料不能滿足病人需求，新生3D打印技術(shù)具有個(gè)性化、小批量和高精度等優(yōu)勢(shì)，可以解決健康產(chǎn)業(yè)個(gè)性化需求與生產(chǎn)規(guī)模之間的矛盾。目前，3D個(gè)性打印已在牙科、骨科等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
3D打印的分類
1光固化立體印刷（SLA）
簡稱光造型術(shù)，是目前最廣泛的3D打印工藝。通過液體光敏聚合物經(jīng)紫外照射處理來描繪物體，從而達(dá)到建模的目的。在光固化材料中低聚物是最基礎(chǔ)的材料，包括聚富馬酸二羥丙酯（PPF）、脂肪族聚酯、聚碳酸酯以及蛋白質(zhì)、多糖等天然高分子。為了降低系統(tǒng)的黏度，避免由于噴嘴的高黏度導(dǎo)致堵塞，需要在反應(yīng)體系中加入雙鍵的小分子溶劑，即稀釋劑。稀釋劑可以參與整個(gè)固化反應(yīng)，在光敏樹脂體系中十分重要。SLA具有成型速度快、精度高的特點(diǎn)，但也存在制作成本較高、清洗雜質(zhì)時(shí)可能會(huì)影響原形狀等缺點(diǎn)。
2熔融沉積成型（FDM）
也被稱為熔融堆積法。選用熱熔噴頭，將半流動(dòng)狀態(tài)的材料在指定的位置凝集，逐層堆積后形成器件。該工藝主要選用熱塑性材料，包括石蠟、塑料、尼龍絲和低熔點(diǎn)金屬、陶瓷等。該方法適用于制備中小型規(guī)模（中等復(fù)雜度）零件，不適合制造大型零件。
3選擇性激光燒結(jié)（SLS）
即利用紅外激光束燒結(jié)粉末。具有加工速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是成型產(chǎn)品表面較粗糙，處理過程中會(huì)產(chǎn)生粉塵或毒氣，高溫也會(huì)造成一部分材料變性或降解。
3D打印技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用
1構(gòu)建個(gè)體化3D模型，模擬或指導(dǎo)手術(shù)過程
傳統(tǒng)手術(shù)治療的醫(yī)學(xué)模式主要是通過X射線等影像學(xué)檢查獲得的二維數(shù)據(jù)，根據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)確定手術(shù)方案，不能滿足個(gè)體化需求。3D打印可對(duì)復(fù)雜幾何形狀物體建模，并與已有的二維數(shù)據(jù)相結(jié)合，得到科學(xué)準(zhǔn)確的病人病變部位模型，為醫(yī)生手術(shù)治療提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。
23D打印人工骨支架
骨組織主要由米羥基磷灰石和膠原組成，成分簡單，構(gòu)建骨組織工程得到了廣泛關(guān)注，并取得飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的支架技術(shù)，不能在微觀上對(duì)支架的孔徑進(jìn)行調(diào)控，而3D打印技術(shù)可以模仿天然骨復(fù)雜多孔的結(jié)構(gòu)，使構(gòu)建精細(xì)骨組織支架成為了可能。
33D打印人工器官和血管
相比較傳統(tǒng)的人造器官，3D生物打印制造的器官更容易被人體接受，可降解，并且可以代替損傷的器官。但如何保持組織工程里細(xì)胞的活性也是目前器官打印的難點(diǎn)。
4軟骨組織工程方面的應(yīng)用
軟骨組織是由膠原、一部分細(xì)胞以及水份組成。由于軟骨組織中軟骨細(xì)胞的代謝活性較低，且無血管分布，所以軟骨組織損傷后自我修復(fù)能力有限。雖然，目前軟骨組織工程仍處在實(shí)驗(yàn)階段，距離有效臨床應(yīng)用尚有距離，但其發(fā)展速度和臨床應(yīng)用前景已被廣泛關(guān)注。
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