3D 打印在生物医疗领域的应用及医学案例
本文主要介绍了 3D 打印技术在生物医疗领域的应用和医学案例。3D 打印技术是一种基于计算机 3D 数字成像技术和多层连续打印的新兴技术。近年来,3D 打印技术在生物医学领域取得了突飞猛进的进展。
一、组织工程学中的技术进展
组织工程学的目标是为再生医疗法创建功能性组织和器官,最终实现器官移植或置换。研究人员在可再生医疗领域不断的试错以验证技术的可行。他们指出,如果希望人造组织像人体内的自然组织那样起作用,那么人造组织就必须:①通过微缝、胶水或细胞粘J 附实现与自然组织的整合;②在体内实现组织基本功能J;③完全血管化以维持其生理功能。
二、热喷墨生物打印
研究人员修改了典型的喷墨打印机,以便为组织材料提供便利的特殊打印头。印刷台或接收托盘也被修改为在三维空间(x,y,z 方向)上移动。选 择用于组织制 造的打印机之一是具有 300 dpi 打印分辨率的 Hewlett Packard (HP) Deskjet 500 热敏式喷 墨打印机。研究人员使 用通道直径更小的喷 嘴与该打印机结合使 用。用“生物墨水”替代了普通墨水。这 种“生物墨水”是一种由蛋白质、酶和悬浮在培养基或盐水中的细胞组成的水基液体。
三、直写生物打印
直写生物打印(direct-write bioprinting)与热喷墨打印技术具有相同机制。打印机头由标准注射器或针头制成,并被修改为使用机械或气动功率来分配生物体。打印阶段的运动受数字控制,并在 x、y 和 z 方向上移动。直写式打印机的生物学特征可以由不同浓度的水凝胶组成,其由琼脂糖、藻酸盐、I 型胶原蛋白和 Pluronic F 127 组成。所有这些水凝胶聚合物在体外培养时已经成功地保持高的细胞活力。
3D 打印技术在生物医疗领域的应用前景广阔,具有巨大的发展潜力。随着技术的不断革新和改进,3D 打印技术必将在生物医疗领域发挥着越来越重要的作用。