生物3D打印的医学应用.docx

生物3D打印的医学应用刘腾飞(河南城建学院,河南,平顶山)摘要:3D打印正在引发全球制造业革命性变革,它与生物技术结合,可以进行仿生与个性化地制造。特别是制造有生命的人体组织与器官,成为支撑第三次工业革命生物材料科学与产业颠覆性变革的关键技术。本文主要综述了生物3D打印技术的概念及在生物医学方面的应用。关键词:生物3D打印;生物医学;医学应用Abstract:binedwithbiologicaltechnology,,:Biological3Dprinting;BiomedicalScience;Medicalapplications前言:生物三维打印也即是生物3D打印,是制造科学与生物医学交叉融合的新兴学科,它是目前3D打印技术研究的最前沿领域,也是3D打印技术中最具活力和发展前景的方向。生物3D打印的定义生物3D打印(3D-Bioprinting)是以计算机三维模型为基础,通过软件分层离散和数控成型的方法,定位装配生物材料或活细胞,制造人工植入支架、组织器官和医疗辅具等生物医学产品的3D打印技术。生物3D打印的层次及核心技术生物3D打印可分为4个层次:体外模型制造、永久性可植入物制造、细胞间接装配制造和细胞直接装配制造。与机械制造业的产品类似,生物3D打印4个层次的产品均由零件装配而成。但是,与普通机械产品不同的是,生物3D打印的产品除第一层次体外模型之外,其他均涉及组成生物体的各种组织和器官乃至整个生物体,虽然也可以视为由“零件”装配而成。但这些“零件”是具有活性的,它们不仅具有复杂的结构和组成,而且具有特定的生理功能。因此,对于生物3D打印技术,除了保证制品的机械特性之外,更强调制品的生物相容性和生物活性,以确保临床应用的有效性和安全性。生物3D打印核心技术是细胞装配技术即细胞3D打印技术,它是在组织器官三维模型指导下,由3D打印机接受控制指令,定位装配活细胞/材料单元,制造组织或器官前体的新技术。细胞装配有多种方法,根据其技术路线的不同,可将其分为两类:细胞直接装配和细胞间接装配,两条技术路线的主要区别在于,前者通过机械制造手段直接操作细胞,而后者通过所制造的支架的材料和结构,影响细胞长入,间接控制细胞的装配。生物3D打印技术的医学应用由于每个人的身体构造和病理状况均存在特殊性和差异化,而生物3D打印技术所具有的快速性、准确性及擅长制作复杂形状实体的特性使它在生物医学领域有着广泛的应用前景,加之医学领域较少考虑性价比,甚至可以不计成本采用最新技术,这为3D打印技术的产业推广应用提供了发展空间,目前3D打印技术应用到生物医学领域的范围已经超出了我们的想象,引起了广泛关注。、组织工程、干细胞和癌症等生命科