3D生物打印技術(shù)的出現(xiàn)，很好地解決了相關(guān)問題，并逐漸受到人們的青睞。此技術(shù)進(jìn)入醫(yī)學(xué)再生領(lǐng)域，預(yù)示著3D打印技術(shù)發(fā)展到了第四階段。

3D生物打印技術(shù)概述

3D生物打印技術(shù)是將細(xì)胞、人工生物材料或生長因子等活性物質(zhì)作為材料，結(jié)合CAD、CT檢查和3D打印技術(shù)，組建可發(fā)揮某種生物功能的組織或器官，用于修復(fù)病損部位。

有學(xué)者采用Bioplotter氣動分配系統(tǒng)(Envisiontec GmbH, Gladbeck,Germany)打印水凝膠支架，該支架既可以維持空間，也有利于細(xì)胞生長與繁殖。研究結(jié)果表明，在沉積過程中，包埋的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可存活，存活率與未打印的細(xì)胞幾乎無差別，擠壓后仍可顯示出可發(fā)展為血管化骨移植物的潛力。

目前廣泛被使用的生物3D打印技術(shù)，主要是將細(xì)胞與材料混合后進(jìn)行打印。關(guān)鍵在于如何維持細(xì)胞活性，因此被用于生物3D打印的材料較少。較為常見的材料主要有膠原、藻酸鹽、聚乙二醇等具有良好生物相容性和降解性的水凝膠材料。

Bendtsen等人將藻酸鹽、PVA、HA混合，研發(fā)了新型的水凝膠配方。利用3D生物打印技術(shù)將小鼠顱骨3T3 - E1 (MC3T3)細(xì)胞打印到支架中，MC3T3細(xì)胞在最佳的水凝膠配方中均勻分布，在此過程中其活性仍然很高。這種制劑具有優(yōu)良生物性能，不僅有利于保持細(xì)胞活性，還具有可降解性和一定的骨傳導(dǎo)性能，也可對支架進(jìn)行個性化設(shè)計(jì)，與骨缺損部位完全貼合，美學(xué)效果顯著，有望成為骨組織的替代品。

3D生物打印技術(shù)發(fā)展面臨的困難

目前3D生物打印技術(shù)的發(fā)展非常緩慢，甚至是停滯，其困難主要體現(xiàn)在兩個方面：

• 分辨率與材料問題：分辨率提高存在困難性，致使打印的精確度較低，打印的墨汁材料在生物相容性方面表現(xiàn)較差等。
• 打印產(chǎn)品功能與結(jié)構(gòu)問題：雖然應(yīng)用3D生物打印技術(shù)的領(lǐng)域較廣，無論組織大?。ㄐ〉郊?xì)胞大到器官）都可進(jìn)行打印，但是打印產(chǎn)品功能較少，結(jié)構(gòu)簡單。比如心臟、大腦等復(fù)雜器官的制備仍是一大技術(shù)難點(diǎn)。

骨支架材料特性

骨支架的作用至關(guān)重要，決定了修復(fù)骨缺損的最終效果。修復(fù)骨缺損的組織工程支架材料應(yīng)具有優(yōu)良的性能，其關(guān)鍵特性包括：細(xì)胞粘附性、空間維持能力、生物相容性、力學(xué)性能、臨床可操作性和顯微結(jié)構(gòu)等?，F(xiàn)階段可用于3D打印技術(shù)的材料眾多，包括金屬、陶瓷、聚合物、復(fù)合物材料等，每種材料都有其自身特點(diǎn)。

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