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生物3D打印


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。
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
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、力学性质等 加强与各种其他学科相互结合,提高3D打印的尺度 ……
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