3D打印技術(shù)在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域應(yīng)用展望

　　四、生物3D打印與生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)

　　生物3D打印對生物醫(yī)用材料的要求極其苛刻，不僅要考慮材料本身的理化性質(zhì)，還要考慮安全性、生物相容性、可降解性和生物活性等。雖然，一些生物醫(yī)用材料包括:醫(yī)用金屬與非金屬、醫(yī)用陶瓷、高分子聚合物、生物墨水等被3D打印技術(shù)使用，取得了一些研發(fā)和應(yīng)用成果，但是能夠完整實(shí)現(xiàn)需求的種類極少，可應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的更是鳳毛麟角。通過上述對比生物3D打印與生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)發(fā)現(xiàn)，制約生物3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素為:

　　①生物醫(yī)用材料種類繁多，需求特點(diǎn)各異，生物3D打印均要求相關(guān)材料快速精確成型，并在滿足各種理化性質(zhì)要求的同時(shí)滿足生物學(xué)和醫(yī)學(xué)使用要求，還要經(jīng)歷漫長而嚴(yán)格的使用審批程序。

　　②開發(fā)出具有生物活性和較好加工性能的生物材料是制約3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸因素之一。開發(fā)新型的適用于生物3D打印的生物醫(yī)用材料是一個(gè)挑戰(zhàn)性的難題，目前僅能實(shí)現(xiàn)無活性的骨及關(guān)節(jié)等植入物小批量生產(chǎn)。突破這一瓶頸需要投入巨大體量資金用于新型生物醫(yī)用材料的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。

　　③生物3D打印本身的個(gè)性化特點(diǎn)，不同個(gè)體對于生物3D打印產(chǎn)品的需求是千變?nèi)f化的，尤其是使用到人體組織，需要考慮個(gè)體差異性、時(shí)效性和需求個(gè)性化，無法大規(guī)模化批量生產(chǎn)。

　　④3D打印技術(shù)本身的技術(shù)創(chuàng)新和工程學(xué)優(yōu)化也是制約生物3D打印技術(shù)不能規(guī)模化生產(chǎn)的主要因素。

　　但是，通過比較也很清晰的呈現(xiàn)出生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展為生物3D打印的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了契機(jī)和可能。全球范圍內(nèi)已經(jīng)使用3D打印技術(shù)批量生產(chǎn)的骨科植入物表現(xiàn)出來的市場需求和市場潛力已經(jīng)預(yù)示著生物3D打印產(chǎn)業(yè)的未來。隨著生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)繼續(xù)深入發(fā)展和3D打印技術(shù)在計(jì)算機(jī)程序以及機(jī)械方面的快速發(fā)展，生物3D打印產(chǎn)業(yè)也將出現(xiàn)更多很多的發(fā)展機(jī)遇。

　　五、展望

　　隨著生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)與3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展完善，生物3D打印將迎來前所未有的發(fā)展契機(jī)，未來產(chǎn)業(yè)將有無限可能。另一方面，也要清晰地認(rèn)識(shí)到，目前生物3D打印產(chǎn)業(yè)化還有一段漫長而艱難的路要走，大部分研究處于研究階段，進(jìn)一步應(yīng)用臨床和規(guī)模化生產(chǎn)仍面臨諸多挑戰(zhàn)和難題。

　　適用于3D打印技術(shù)的生物材料已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，開發(fā)出更多生物相容性好，包含活性組分，機(jī)械強(qiáng)度能夠滿足體內(nèi)植入需求的材料成為新的研究高地。例如，以水凝膠作為材料基質(zhì)的生物墨水，為避免打印過程中3D打印機(jī)的噴頭堵塞，在噴墨成型過程中需要材料保持較低的粘度，但是這又導(dǎo)致了材料機(jī)械性能低不滿足植入需求。開發(fā)出適用于生物3D打印的新型符合個(gè)性需求的適當(dāng)機(jī)械性能、穩(wěn)定的擴(kuò)散系數(shù)、較好的生物相容性的生物醫(yī)用材料是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的巨大的挑戰(zhàn)和契機(jī)。