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生物D打印材料爆发医疗领域闹革命

发布时间:2019-08-15 19:26:00 编辑:笔名

  近年来,市场持续火爆,根据Wohlers报告,在过去的六年里,全球 D打印市场收入以年均复合增长率0.1%的速度在高速增长。而中国市场的巨大潜力则从 2010 年开始, D 打印行业整体收入进入加速期,市场规模呈几何级增长态势,预计 2020年突破 210亿美元。在不断扩大应用的各行各业里,生物 D打印算得上是举足轻重的一大热点。

  不管是国内还是国外,生物 D打印频传捷报,而打印材料作为一大基石,发展尤为突出。

  一、中国镁合金医用技术已走向世界顶端

  今年10月8日,美国匹兹堡大学发布消息称,该校运用镁合金制造的骨钉、支架,能在帮助断骨愈合后完全被人体 溶解吸收 ,这标志着世界断骨愈合技术取得重大突破。

  而在此之前一个月,在地球的这一边,重庆盛镁镁业有限公司的 医用镁合金项目 ,在2015年中国创新创业大赛上获得新材料行业奖。该获奖项目的技术特点和用途,几乎与匹兹堡大学的镁合金 D打印技术相同,且已完成动物和人体试验,正着手该技术的临床应用。这一次,盛镁让中国的镁合金医用新材料技术走在了世界前列。

  二、 D打印可吸收骨科生物材料诞生

  近半年,我国由叶川教授带领的团队成功研制出成熟的 基于 D打印技术和静电纺织技术的可吸收高强度骨科螺钉板及螺钉套 技术。

  此项技术不仅可以通过 D打印和静电纺织技术,将患者的骨折部分建立模拟的三维实体模型,从而高效、直观地指导医生进行手术,而且能利用新型 D打印材料制作骨钉、骨板,替代传统金属材质植入患者体内。这样制作出的骨钉、骨板,不仅更加匹配患者的特殊需求,还可以被患者直接吸收,与新长出的骨头融为一体,避免了二次手术取出金属骨钉、骨板的痛苦。

  同时,他们使用的可吸收骨科生物材料,与目前市面上的其他同类材料相比,理化特性更好,更利于病人的术后恢复,材料的强度也更优,因而使用范围也更广,能适用于脚踝关节、手臂上臂骨折手术等。

  三、器官打印的里程碑 全力改造未来科技

  康奈尔大学的研究人员开发出了一种轻量级的柔性材料,并准备将其用于创建一个人工心脏。这种新材料被称为 柔性泡沫,可以用于假肢、人工器官、软机器人等装置 。

  研究人员可以将一开始是液体状态的聚合物泡沫倒入模具中形成柔软而坚实的对象。用这种方法制作人造器官的优点是,他们是只用一种材料制成的,减少了部件数量和失败的几率。这种材料具有相互连通的孔隙,可以让液体或者气体通过。当液体或者气体通过时它还会动,而且它的长度能够扩展至原来的三倍,并能够恢复原状。

  目前,研究人员主要将此材料用于人造心脏,除此以外,还将用于复制其他器官。

  四、新型 D打印水凝胶:开创医疗天地

  前不久,美国德州的一个研究团队开发出一种全新的技术。该技术通过加入海藻酸盐,可以在 D打印水凝胶过程中实现前所未有的耐用性和精度控制。据悉,这种生物材料兼具弹性和强度,十分类似我们自己的自然组织,因此可用来 D打印一些需要承重的部件,比如膝盖软骨,也可以减少那些遭受运动损伤或者其它外伤的患者的关节置换需要。

  凝胶是由一种亲水性聚合物链的组成的,可以用于制作简单的组织和细胞支架,被认为是一种优良的生物相容性材料。正是因为其高含水量使得他们能够模仿生物组织的柔性。但是遗憾的是除此之外水凝胶的强度太低、容易变形,因此无法用于像膝盖这样的承重关节。而在凝胶中,他们也加入了适量的海藻酸盐,简单地说,这种海藻酸盐,是一种粘性胶状聚合物,可以链接松散的凝胶络,使其更强、更耐磨,并且在 D打印时保持精确的形状。

  总结:随着生物 D打印材料的不断革新,全球 D医疗打印市场规模逐年攀升。作为时下热门的 D打印技术,一场医疗领域的变革即将爆发!

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