浅谈国内医用3D打印技术及材料研究现状

3D打印技术与生物医用材料的结合，可以实现个性化治疗，降低医疗成本，减少对人体的伤害，必将引领医疗领域的革命潮流。以生物医用材料及细胞为新型离散材料，利用3D打印技术，组织器官紧缺的问题。因此，医用3D打印技术及材料在医疗领域具有巨大的临床需求和科学意义。本文主要从临床应用和打印材料两方面介绍了国内医用3D打印技术及材料的研究现状与水平。

临床应用方面

随着医用3D打印技术与材料的发展，国内的有关临床应用也越来越成熟。

西安第四军医大学采用金属3D打印技术打印出与患者锁骨和肩胛骨完全一致的钛合金植入假体，并通过手术成功将钛合金假体植入骨肿瘤患者体内，成为世界范围内肩胛带不定形骨重建的首次应用，标志着3D打印个体化金属骨骼修复技术的进一步成熟。

北京工业大学开发的数字化医疗3D打印模板导向技术，在内蒙古自治区肿瘤医院微创介入中心，成功地为一名上颌窦癌患者实施了放射性粒子植入术，即组织间放疗，首次将3D打印技术用在肿瘤的放射性粒子植入术中，是临床治疗的一次新的突破。

江西省人民医院应用3D打印技术制作出的导板，成功应用于无柄髋关节置换术中，并取得了最佳的定位效果。从脱位股骨头、扣上导航模板，到钻孔中心定位，仅仅用了5分钟，就成功实现了精准定位。按照常规定位方法，不仅要多花数倍时间，即使反复调整钻孔并经环锯削骨检验，也难免因偏心锯骨产生不同程度的骨缺损，影响关节安装的位置和强度。

浙江大学医学院采用立体喷射成型系统，以琥珀酸树脂为基本成型材料，制作下颌骨3D打印模型，根据下颌骨模型再制作术前预弯重建钛板。此钛板完全贴合于模型表面，省去了在术中弯制钛板的步骤，减少了手术时间，同时达到很好贴合效果。

打印材料方面

3D打印制品结构表面的生物相容性和功能性不足，阻碍了3D打印技术和打印材料在生物医学领域的广泛应用。3D打印技术与传统的表面修饰技术相结合，可极大地增加和拓宽3D打印技术的应用，尤其在生物医用材料领域。

中国科学院上海陶瓷研究所将3D打印骨架和旋涂表面修饰结合，对骨架表面进行功能化修饰，结果显示MBG-β-TCP骨架具有了更高的成骨和骨再生基因表达，并改善了磷灰石的钙化及骨形成效率。

南昌大学利用等离子体增强原子层沉积技术，以及水热处理3D打印复杂结构表面，制备出了均匀和有序的功能纳米阵列，此过程没有有毒添加剂或有毒物残留，从而满足了高纯度产品制造的要求。另外，该团队还实现了精确打印人工耳塞，并进行了动物实验和人体试验，实验结果显示，这种耳塞具有优异的耐磨性、隔音效果，以及抑制病原体的生长能力；实验也进一步表明精确3D打印构架结合表面功能化修饰技术在医疗设备中具有一定的应用发展潜力。

国家对生物医用3D打印技术及装备等方面也给予了大力支持，国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项已部署了多个相关项目，取得了国内首次实现高生物相容性材料钽材料3D个性化打印成型等进展。

就目前来看，生物医用3D打印技术方面的研究成果正如雨后春笋般不断涌现。医用3D打印材料，特别是在组织工程支架材料方面已经取得了诸多成就。然而，生物医用3D打印技术及其材料还是一个新兴的领域，各种研究仍处于初始阶段，要想真正实现临床上的应用还有很长的一段距离，还存在很大的挑战。

随着3D打印技术在机械方面的快速发展，生物医用3D打印技术的发展也出现了很多的机遇。未来，可以利用3D打印技术打印出具有生物活性的人体器官，实现人造器官的临床应用，用于个性化治疗，降低治疗成本。将来也有望开发出更多的生物相容性和生物降解材料与3D打印技术相结合，以减轻因材料的不足而对人体产生的伤害。

注：本文摘自 张梦月,雷瑾亮,赵政.医用3D打印技术及材料发展现状与趋势[J].科技中国,2020(03):21-24.

生物医用材料又称生物材料，是用于诊断、治疗、修复、替换人体组织及器官或增进其功能的一类高技术新材料，是人工器官和医疗器械发展的基础，多应用在骨科、心外科、齿科、神经外科、整形外科、药物释放载体治疗和医疗美容等医学分支领域。由于生物医用材料与人体健康密切相关，因此，对其化学结构组成、物理机械等性能，及其与人体接触时的生物相容性、安全性等指标进行分析检测和评估，具有非常重要的实际意义。

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