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  • 简介:摘要生物打印生物制造和生物打印领域的新技术,利用细胞、生物材料、生物活性成分以3D打印方式建立具有生物功能的组织。在医学方面,3D打印技术已用于打印骨骼、假肢、血管移植物制造、肿瘤术前规划、制药、药物载体等;生物打印则运用于体外药物模型、伤口敷料、药物载体、真皮、软骨、外科植入物、肝组织、器官等。生物打印技术在整形美容有广阔的应用前景,如植入假体的个体化治疗、皮肤及皮瓣修复、颌面部植入物、脂肪细胞分化及填充等。

  • 标签: 生物打印 3D打印 整形美容 进展
  • 简介:摘要4D生物制造是近年发展起来的一种新兴技术,其基于3D生物打印,将第四维度"时间"融入其中,使用的智能生物打印材料具有响应环境刺激的能力,使其对所制造的构件既有空间控制,又有时间控制,可以更准确地模拟自然组织的动态变化,在再生医学领域创建高分辨率的复杂动态结构方面具有巨大的潜力。

  • 标签: 4D生物打印 智能材料 组织工程
  • 简介:摘要在全球范围内,每年有200多万例骨移植手术用于骨科、神经外科和牙科手术中的骨缺损。目前的治疗方案包括使用人、动物或合成来源的移植物。在这种情况下,自体移植是目前的黄金标准。然而它的数量是有限的,需要创建第二个伤口(供体部位),并且感染、疼痛和发病率的风险也随之提高。近年来,组织工程与3D生物打印的兴起,为治疗患者骨缺损提供一种新思路。3D生物打印是"增材制造"在生物组织工程中应用的分支,能对细胞进行精确控制,并按需实现个性化构建宏观及微观的结构,能在骨再生运用中得到运用。其中成骨细胞支架的建立是3D生物打印的基础,具有适宜骨和软骨生长的水凝胶是支架研究的基础,为此国内外学者进行多种水凝胶支架的开发与研究,发现由多种生物材料混合的水凝胶比单一材料水凝胶更具有优势,如以羟基磷灰石或藻酸盐或透明质酸为主体混合几种或多种生物打印材料,结合所需细胞后最终形成的3D打印骨支架,比传统支架更能够促进骨成长分化。随着打印结构变厚,营养物质和氧气的扩散越来越困难,这在骨组织的重建中尤其如此,需要制造互连且有效的血管网络,因此支架中血管的形成是必不可少的环节。本文主要综述了3D生物打印中骨打印支架材料与血管网络形成的逐步探究进展。

  • 标签:
  • 简介:摘要通过3D生物打印的组织工程技术进行气管重建在当前已经成为对于长段气管损伤后进行修复的一种理想化的方法,而如何选取打印材料制造出合适的组织工程气管是保障气管移植物能在人体完美存活的关键。生物墨水是一种生物制造技术制造的,含有生物活性成分的细胞配方,其对3D打印组织工程气管的成败起着决定性的作用。寻找一种拥有良好生物相容性,能够打印出具有较高机械强度生物结构的生物墨水显得尤为重要。本文旨在对不同材料制成的生物墨水的优缺点、当前的应用现状以及3D打印组织工程气管的临床实际运用进行综述,以促使早日能够实现组织工程气管的临床转化,系统化的投入实际的临床应用。

  • 标签: 组织工程 气管 生物墨水 3D生物打印
  • 简介:摘要生物三维打印技术近年来因其可通过程序控制构建具有精细结构的组织工程移植物,在组织工程及再生医学领域中拥有极佳的应用前景。该文简述了生物打印的基本步骤,回顾了近年来生物三维打印技术在组织工程中的应用,对功能组织构建的策略进行分析,以挤出式生物打印机的不同喷嘴技术及优势为重点综述3种生物打印方式(牺牲打印、支撑浴悬浮打印、梯度打印)。最后总结了现有生物三维打印技术的局限性,并对其未来发展做出展望。

  • 标签: 组织工程学 再生医学 生物三维打印 三维打印
  • 简介:<正>我们在清华大学的机械工程系有一个北京市的工程实验室,叫生物制造与快速成型技术北京市重点实验室。3D打印现在比较热了,涉及各种不同的应用领域,比如航空航天、家用电器、医疗。这些领域3D打印渗透得比较快,跟它的技术特点有关系。3D打印的离散堆积原理首先我们来介绍下3D打印。3D打印,最初叫快速原形技术,后来演变成快速成型技术,现在学术界叫增材制造

  • 标签: 快速成型技术 生物制造 机械工程系 北京市重点 工程实验室 航空航天
  • 简介:摘要临床对组织器官再生的需求不断增加。生物3D打印可通过构建高度仿生且具有功能的活性组织器官替代物,不仅能解决组织器官替代再生的问题,且可以满足患者的个性化需求,在骨科领域具有广泛的应用潜能。笔者主要介绍生物3D打印在骨科基础研究如骨组织打印、软骨组织打印、骨与软骨双相打印等方面及其在创伤骨科临床应用方面的进展,为生物3D打印的临床应用提供参考。

  • 标签: 类器官 医院,骨科 生物3D打印
  • 作者:
  • 学科: 医药卫生 > 免疫学
  • 创建时间:2015-12-22
  • 出处:《医药前沿》 2015年第13期
  • 机构:《美国物理联合会》期刊上发表了上海大学快速制造工程中心胡庆夕教授团队在生物3D打印方面的突破性研究工作。该团队研发的生物3D打印机,可以实现宏微观结构的复合成形和微纳结构表面修饰,同时可以实现滴涂、共混沉积、电喷、静电纺丝等多种细胞直接复合接种方式。
  • 简介:

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  • 简介:随着科学技术的发展,3D打印技术已经广泛应用于各个领域中,尤其在生物医学方面的应用受到了极大的关注。本文对3D打印技术和可用于3D打印生物医用材料进行概述,包括医用金属材料、医用无机非金属材料、医用高分子材料及复合材料等,并对其发展前景进行展望。

  • 标签: 3D打印技术 医用金属材料 非金属无机材料 高分子材料 复合材料
  • 简介:摘要随着经济的发展、人们物质生活水平的提升,运动损伤、特别是关节软骨磨损的发病率较以前显著增加。鉴于软骨组织缺乏神经、淋巴及血液供给系统,软骨组织自我修复能力很弱。与传统3D打印技术相比,生物3D打印技术可以实现多种种子细胞在空间各异性的高密度负载及复杂活性微环境的构建。在骨与软骨缺损的治疗中,生物3D打印不仅可以克服自体骨与软骨来源不足的问题,而且还能解决传统人工骨软骨形状无法个性化匹配及生物活性不足等问题。鉴于此,本文根据国内外最新研究动态,主要综述了当前常用的生物3D打印机类型及不同的打印原理、生物3D打印的种子细胞及生物墨水,特别是软骨组织工程生物墨水的研发、骨和软骨组织工程中的熔融沉积成形技术及生物3D打印软骨组织生物反应器等,并在此基础上展望其未来的发展与研究方向,以期为软骨组织工程再生研究与软骨修复的临床转化提供参考。

  • 标签: 生物墨水 软骨,关节 组织工程 生物3D打印 种子细胞
  • 简介:背景:构建三维的预血管化系统,对于大尺寸、复杂三维结构组织内细胞的存活和功能表达均具有决定性作用。因此,寻找一种合适的预血管化策略已成为3D生物打印大尺寸、复杂三维组织亟待解决的问题。目的:对3D生物打印大尺寸、预血管化三维结构进行初步的探索。方法:用逆向工程软件Catia设计三维生物打印蓝图;以改装后的桌面级双喷头3D打印机为生物打印机,以聚乙烯醇为牺牲材料打印牺牲骨架;以大鼠骨髓间充质干细胞、海藻酸钠、琼脂糖和纳米纤维素溶液的混合物为细胞生物墨水。根据预先设计的参数进行生物打印,构建具有三维流体通道的组织工程三维结构体。观察打印获得的三维结构体,评价打印后及材料溶解后的细胞活性;体外培养打印获得的结构体,并用AlamarBlue试剂盒检测细胞在三维结构体中的增殖。结果与结论:利用Catia软件设计出了具有微孔的外壁及内部纵横交错的微管结构的双喷头打印模型,用该三维生物打印技术构建出具有自定义尺寸(尤其是高度)和预血管化的三维结构,结构体中细胞12h的存活率为(95.47±0.54)%,随着体外培养时间的延长,细胞存活率下降并稳定在80%以上。随着培养时间的增加,构建体中的细胞增殖呈上升趋势。结果表明:该生物打印方法可用于通过使用各种生物水凝胶材料制造不同特性的三维结构体,在生物制造具有临床相关尺寸的预血管化的复杂组织器官方面具有潜力。

  • 标签: 3D生物打印 水凝胶 血管化 流体通道 组织工程 牺牲骨架
  • 简介:摘要3D生物打印是以活细胞为原料,在计算机三维数字成像技术辅助下,打印具有生物活性的组织或器官的技术。3D生物打印技术具有精度高、制造速度快、可按需求制作等优点,可满足精准医疗的需求,在医学各个领域有广泛应用前景。但是3D生物打印面临许多挑战,例如,打印物血管化、生物力学、支架材料的选择、打印物的长期存活等,虽然已经取得了一些成果,但仍需不懈探索。

  • 标签: 3D生物打印 整形外科 3D打印 方法 原理
  • 作者:
  • 学科: 医药卫生 > 免疫学
  • 创建时间:2015-12-22
  • 出处:《医药前沿》 2015年第16期
  • 机构:“我们一出生就有了所有神经细胞,并且一直带着它们,神经细胞一旦损坏就无法很好恢复。”但如今,纳米技术仿生材料已能帮助脊髓受伤的病人,使他们损坏的神经再生。
  • 简介:

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  • 简介:摘要骨缺损修复重建是骨科领域长期以来的研究热点,组织工程及干细胞技术在促进骨再生及治疗骨缺损的研究取得了一系列的重要成果。近年来,3D打印技术和组织工程、干细胞技术相结合的生物3D打印通过精确控制支架的外形、内部结构并将生物材料、干细胞和/或细胞打印成三维生物功能体,在优化骨缺损修复组织的几何外形、力学性能及生物功能上具有明显优势,相关研究取得了一系列的重要进展。生物3D打印在骨科应用的常见打印方式:①喷墨式打印;②挤出式打印;③激光辅助打印;④光固化成型打印;⑤基于微阀的打印,各种打印方式及原理并不相同,且各有优缺点,适用的"生物墨水"也不一样。骨科生物3D打印的关键技术包括:①打印前的影像数据获取及3D结构设计方法;②适合3D打印、可用于组织工程、增强成骨效果的复合生物支架材料的研发与应用;③确保移植物的生物性能的干细胞选择及诱导多能干细胞技术;④提高生物打印体组织成熟化及生物特征的体外生物反应器技术。生物3D打印研究领域发表的文献自2008年以来呈持续高增长趋势,使用文献计量可视化分析软件VOS viewer对出现的高频关键词建立共词矩阵并绘制关键词共现网络图谱分析,生物物3D打印研究热点为利用组织工程方法3D打印组织支架,同时进行细胞存活及药物效应的研究,生物3D打印的仪器与方法也是研究热点之一。

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  • 简介:摘要:3D打印技术是一种以数字模型文件为基础,采用液体、固体等材料,基于离散堆积原理,通过逐层累加的方式来制造任意复杂形状物体的技术增材制造技术,又称3D快速成型技术,3D打印技术与传统建造技术不同之处在于增材制造。增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除-切削加工技术,“自下而上”地制造零件。借助3D打印的模型,不同领域的人可以对产品实现测试,评估,不仅有利于产品设计的暂时,也可避免不合格设计的大规模制造,以提高产品研发周期。在医疗界,通过医学CT数据的三维重建技术,利用3D打印技术制造器官、骨骼等实体模型,可指导手术方案设计,也可打印制作组织工程和定向药物输送骨架等。

  • 标签: 3D打印 生物医学工程 应用 骨科 系统综述
  • 简介:摘要:3D打印技术是一种以数字模型文件为基础,采用液体、固体等材料,基于离散堆积原理,通过逐层累加的方式来制造任意复杂形状物体的技术增材制造技术,又称3D快速成型技术,3D打印技术与传统建造技术不同之处在于增材制造。增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除-切削加工技术,“自下而上”地制造零件。借助3D打印的模型,不同领域的人可以对产品实现测试,评估,不仅有利于产品设计的暂时,也可避免不合格设计的大规模制造,以提高产品研发周期。在医疗界,通过医学CT数据的三维重建技术,利用3D打印技术制造器官、骨骼等实体模型,可指导手术方案设计,也可打印制作组织工程和定向药物输送骨架等。

  • 标签: 3D打印 生物医学工程 应用 骨科 系统综述
  • 简介:摘要:3D打印技术是一种以数字模型文件为基础,采用液体、固体等材料,基于离散堆积原理,通过逐层累加的方式来制造任意复杂形状物体的技术增材制造技术,又称3D快速成型技术,3D打印技术与传统建造技术不同之处在于增材制造。增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除-切削加工技术,“自下而上”地制造零件。借助3D打印的模型,不同领域的人可以对产品实现测试,评估,不仅有利于产品设计的暂时,也可避免不合格设计的大规模制造,以提高产品研发周期。在医疗界,通过医学CT数据的三维重建技术,利用3D打印技术制造器官、骨骼等实体模型,可指导手术方案设计,也可打印制作组织工程和定向药物输送骨架等。

  • 标签: 3D打印 生物医学工程 应用 骨科 系统综述
  • 简介:摘要近几十年来,骨组织工程在治疗大块骨缺损方面取得较大的进展,其中生物打印是最重要的技术之一。3D生物打印通过分层添加不同的材料,实现骨组织工程支架制造空间结构的精确控制,且以水凝胶类材料作为基础将细胞植入支架中,解决了细胞在支架内的均匀分布。然而,大多数用于3D生物打印生物医学材料均为静态,不能随着身体内部环境的动态变化而改变。4D生物打印是将时间概念与3D生物打印相结合或者利用刺激响应材料在各种刺激下改变其形状的原理,用于制造动态三维模式的生物结构,为骨组织工程提供了前所未有的潜力。打印结构的形状记忆特性满足了个性化骨缺损修复的需要,而功能成熟程序促进了干细胞的成骨分化。通过总结近年来国内外生物打印用于组织工程的研究,综述了常用的3D生物打印方法、3D生物打印发展到4D生物打印技术中功能及形态转化的机制,并且介绍了生物打印在骨组织工程中治疗骨缺损的应用以及当前的挑战和未来的展望。

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