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三维打印骨组织工程支架材料的研究进展
作者：王悦来源：《中国科技纵横》2018年第20期
摘要：三维打印快速成型技术的迅猛发展为许多领域带来了便利，引起了科学界的广泛关注。尤其是在生物医学领域，三维打印技术因其快速成型以及构建复杂形状的能力表现出无可比拟的优势。本文简要概述了不同种的三维打印技术以及应用于三维打印的支架材料，并对其发展前景进行了展望。
关键词：三维打印；骨组织工程支架；金属材料；无机非金属材料；高分子材料
中图分类号：R683文献标识码：A文章编号：16712064（2018）20019302
1引言
在日常生活中，由于意外事故、疾病创伤等容易造成骨折或骨缺损的病症。利用骨组织工程原理将支架材料移植到患者缺损的部位是一种有效的治疗方法。其基本原理是把相关的成骨细胞等种植于支架材料上，体外培养一段时间后，将其移植到骨缺损部位。支架材料能够逐步降解，同时又能够诱导新生骨的形成，从而达到修复骨缺损的目的。细胞、生长因子、支架材料是骨组织工程的三大基本要素，其中支架材料的选择与设计是研究的重点。传统制备骨组织工程支架的方法包括冷冻干燥法、粒子沥滤法等，但这些方法均难以控制支架的孔隙结构。
近年来，三维打印技术得到了迅猛发展，它实际上是一系列快速成型技术的统称。通过层层打印，逐层叠加的方式制备出具有复杂形状的三维实体。与传统的支架制备方式相比三维打印技术能够为病人量身定制结构复杂的支架材料，同时又能够精确调控内部孔隙与结构。因此，在骨组织工程支架材料制备领域展现出很大的应用前景，受到了研究人员的广泛关注。在本篇综述中，我们对三维打印技术的种类及成型原理进行简要概述，同时又详细介绍了可用于三维打印制备骨组织工程支架的材料。
2三维打印技术的简要概述
三维打印是一项新兴技术，其基本原理是通过喷头在平面、垂直方向上的移动对材料进行层层加工、逐层叠加，形成三维打印实体。三维打印骨组织工程支架的一般步骤是：扫描患者的病变组织，收集三维打印所需数据，构建三维图像模型，把三维打印材料按照合适的厚度进行切片、堆积，最后得到三维多孔的支架1。目前，三维打印技术主要包括光固化立体印刷技术、选择性激光烧结技术、熔融沉积成型、与细胞结合的三维生物打印技术等2。每种三维打印技术均有其优缺点与适用的材料。
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21光固化立体印刷
光固化立体印刷的主要原理是将具有光敏特性的液r