18、生物墨水与生物材料3D打印在植入物和组织工程中的设计与开发

生物墨水与生物材料3D打印在植入物和组织工程中的设计与开发

1. 引言

3D打印，也称为增材制造，有潜力改变医疗保健等多个领域。其关键优势之一是能够以极高的精度构建高度复杂的结构。这促使了患者特异性植入物的发展，如髋关节和膝关节置换物，这些植入物可根据患者独特的解剖结构进行设计，从而改善治疗效果并降低风险。此外，组织工程利用3D打印技术制作3D组织模型，用于药物测试和筛选。通过使用生物材料和生物墨水进行3D打印，还有可能开发出未来可用于移植的功能性组织和器官。

常见的3D打印技术及其使用的材料和优点如下表所示：
| 3D打印技术 | 描述 | 材料 | 优点 |
| — | — | — | — |
| 熔融沉积建模（FDM） | 打印机将细丝逐层挤出以构建3D部件 | 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）、聚乳酸（PLA）、尼龙、热塑性聚氨酯（TPU）、聚对苯二甲酸乙二醇酯 - 1,4 - 环己烷二甲醇酯（PETG）、聚碳酸酯（PC）、聚醚醚酮（PEEK） | 价格实惠、易于使用 |
| 立体光刻（SLA） | 使用紫外线固化液态树脂以创建3D对象 | 光聚合物、树脂、丙烯酸酯、环氧树脂 | 高精度和高准确性，适用于需要精细细节的应用 |
| 选择性激光烧结（SLS） | 使用激光烧结粉末材料（如塑料或金属）以创建3D对象 | 聚酰胺12、聚对苯二甲酸乙二醇酯 - 1,4 - 环己烷二甲醇酯（PETG）、聚碳酸酯（PC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚丙烯 | 能够生产复杂的几何形状和功能性部件 |
| 数字光处理（DLP） | 类似于SLA，但使用投影仪而不是激光来固化液态树脂 | 光聚合物、树脂、丙烯酸酯、环氧树脂 | 可制作高分辨率的3