3D打印技术及其在医疗领域的应用
2021-06-24刘宸希康红军吴金珠曹宁宁吴晓宏
刘宸希,康红军,吴金珠,曹宁宁,吴晓宏
(哈尔滨工业大学 化工与化学学院 新能源转换与储存关键材料技术工业和信息化部重点实验室,哈尔滨 150001)
3D打印又称增材制造(AM),是一种以三维(3D)模型数据为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,制造具有多级结构或复杂几何形状产品的技术[1]。作为一种快速发展且极具潜力的新型成型技术,3D打印技术在医学、航天、汽车和食品领域均具有广泛的应用。例如,3D打印膝关节半月板、心脏瓣膜,嫦娥四号卫星上搭载了多个3D打印铝合金构件,3D打印低速电动车,3D打印糖果、巧克力、寿司等。此外,在文化遗产保护和修复领域,也有3D打印技术的身影。例如,英国梅得斯通博物馆的研究人员利用3D打印技术重塑了2500年前木乃伊的脸部;来自哈佛大学和牛津大学的研究人员将3D打印技术应用于修复被ISIS组织摧毁的贝尔神庙等。
尽管3D打印技术应用范围很广,但是目前在生物医学领域的应用较多。1993年,麻省理工学院(MIT)获得基于喷墨打印原理的3D打印技术专利,此后MIT一直走在生物3D打印技术的前沿,领军人物是Robert Langer教授。国外在此领域较为出色的研究人员还有苏黎世联邦理工学院的Andre R.Studart教授,哈佛大学的Jennifer A.Lewis教授,加州大学洛杉矶分校的Ali Khademhosseini教授和康涅狄格大学的Savas Tasoglu教授等。
我国在生物3D打印领域的研究起步较晚,但是发展十分迅猛。目前以清华大学颜永年教授和刘冬生教授,西安交通大学卢秉桓院士,上海交通大学王成焘教授,浙江大学贺永教授和四川大学康裕建教授等为主要代表的科研团队,推动了我国医疗领域3D打印技术的发展。……
