生物醫用材料指的是用於醫療上能夠植入生物體或與生物組織相結合，而對生物體組織不會產生不良影響的材料。3D打印技術，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，配合機械製造和材料科學，使材料在液態或是氣態時直接固化成所需結構。臨床醫學研究人員可根據不同患者的需求，采用3D打印技術快速精確打印出適合不同患者的個性化生物醫用生物材料，同時，還可以對材料的微觀結構進行精確控製。因此，這種新興生物醫用材料的研製結合3D打印技術，在未來生物醫學領域將會得到更廣泛的應用和發展。
3D打印技術作為新生事物，被譽為“第三次工業革命的重要標誌之一”。該技術是一項具有工業革命意義的高新製造技術，代表了世界製造業發展的新趨勢，它使產品從設計到製造之間僅隔“打印”按鈕的距離。2012年8月，美國總統奧巴馬撥款3000萬美元，在俄亥俄州建立了國家級3D打印研究中心，啟動了“重振美國製造業計劃”。很多專家媒體也樂觀地認為：3D打印產業將成為下一個具有寬廣前景的朝陽產業。
3D打印在生物醫學上的應用
3D打印在生物醫學上的應用主要體現在醫學模型快速建造、組織器官代替品製作、臉部修飾與美容等三方麵。
醫學模型快速建造
醫學道具、模型、用品等材料可通過3D打印獲得。利用3D打印技術，可將計算機影像數據信息形成實體結構，用於醫學教學和手術模擬。傳統醫學教學模型製作方法時間長,且搬運過程容易損壞,使用3D打印技術,可有效減少製作時間，根據需要隨時製作，並降低搬運損壞的風險。據報道,美國某醫院在所實施的頭顱分離手術前，先使用3D打印機造出了嬰兒連體頭顱模型，並對手術方案進行充分的研究分析。他們將往常同類型手術72小時縮短到了22小時。
目前，3D打印醫學模型已獲得較好的技術支持，具備一定的打印速度，能使用多種材質進行打印，應用程度高，有著很好的應用前景。
組織器官代替品製作
人體組織器官代替物的材料要求很高，實現難度大。但目前已有一些成功案例，比如複製人體骨骼,製作義肢等[5]。比如，人體某塊骨骼缺失或損壞需要置換，首先可掃描對稱的骨骼，形成計算機圖形並做對稱變換，再打印製作出相應骨骼。與傳統方法相比，該技術不需要先製作模具，可直接打印，建造速度較快。
這項技術可應用於牙種植、骨骼移植等[6,7]。與此同時，微型人體肝髒也已被成功製造。德國研究人員利用3D打印機等相關技術，製作出柔韌的人造血管，並能使血管與人體融合，並同時解決了血管免遭人體排斥的問題。該技術的不斷進步和應用的深人將有助於解決當前和今後人造器官短缺所麵臨的困難。
臉部修飾與美容
利用3D打印技術製作臉部損傷組織，如耳、鼻、皮膚、牙齒等[8,9]，可以得到與患者精確匹配的相應組織，為患者重新塑造頭部完整形象，達到美觀效果。首先掃描臉部建立起3D計算機數據；醫生可以製作出患者所缺少的部位，重現原來麵貌。比起傳統技術，該方法更精確，材質選擇更加多樣化。據報道，一位左半邊臉上長著腫瘤的患者，在做了切除手術後臉上留下了一個大洞。醫生利用3D打印技術為患者製作了一張假臉。製作中，首先全麵掃描患者頭骨及麵部，根據所得的結果分析並建立起原來的麵部三維圖像，再打印輸出實物，通過使用特殊的材質，再打印製作出與麵部完美貼合並且栩栩如生的假臉。
3D打印技術在醫療器械製造領域中仍然是一種新型技術，仍然存在著諸多的挑戰：
（1）3D打印工藝技術在骨科植入物中應用還不成熟，即使最為成熟的EBM技術中電子束與粉末之間的相互作用、變形及殘餘應力控製、表麵粗糙度、內部結構缺陷的控製等關鍵技術問題和穩定性仍然需要提高。
（2）“打印材料”研發是發展的難點，現在骨科器械領域常用的金屬材料為鈦合金粉末，由於受到材料的粒度分布、鬆裝密度、氧含量、流動性等性能的影響，其他的金屬材料和高分子材料的打印技術仍然處在試驗階段，對於具有活性的打印材料，如何維持細胞的活性及其功能的研究還是瓶頸技術。
（3）精度和效率都有待進一步的提高。3D打印的精度受到設備能力、打印材料性能、打印工藝水平等多方麵限製，目前國內3D打印還難以實現高精度零部件直接成型，仍需要後期其他加工工藝的補充與配合，進一步提高精度和效率尤為關鍵。
（4）多種不同特性和不同功能材料的複合打印技術有待突破，特別是在骨科器械領域需求尤為明顯，例如金屬與陶瓷的複合打印、金屬或陶瓷與高分子材料的複合打印，軟硬組織的複合打印，不同功能的活性組織在細胞級別的打印等。
（5）成本投入高。3D打印設備價格昂貴，打印材料來源單一、工藝技術引進難度大、效率和精度較低，日常維護費用高等多因素都導致了現階段的高投入和低產出，形成產業鏈的發展和得到項目的專項扶持迫在眉睫。
但隨著3D打印技術所支持材質的增多，打印質量的精細化，其應用水平亦將得到進一步提高，一定會有更加廣闊的天地。
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