增材制造制备骨组织工程支架研究进展.pdf

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1、机械设计与制造第2期270MachineryDesign&Manufacture2016年2月增材制造制备骨组织工程支架研究进展陈从平，王小云，黄杰光(三峡大学机械与动力学院，湖北宜昌443002)摘要：增材制造是通过逐层叠加材料的方式构造实体的先进制造技术，它能够快速、精确地制备具有特定形态和结构的骨组织工程支架以满足不同患者的需求，在生命科学领域受到了极大的关注。然而，不同的增材制造技术具备各自的优缺点，在临床应用上存在局限性。主要介绍了近年来基于增材制造制备组织工程骨架的研究进展，就几种主要的增材制造技术，具体讨论了当前骨组

2、织工程支架的制备水平，并对该领域的未来发展趋势和面临的挑战进行了展望。关键词：增材制造：骨组织工程支架：研究进展中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)02—0270—03ResearchProgressofAdditiveManufacturingTechniquesinBoneTissueEngineeringScafoldFabricationCHENCong—ping，WANGXiao-yun，HUANGJie—guang(CollegeofMechanical&PowerEngineer

3、ing，ChinaThreeGorgesUniversity，HubeiYichang443002，China)Abstract：Theadvancedadditivemanufacturing(AM)techniquesformobjectsinalayer-by-layermanner，andtheyCanrapidlyandprec~elyfabricatebonetissueengineering(TE)scafoldswithspecificshapesandstructurestomeetdifferentpatien

4、ts’needs，thusattractinggreatattentionsinthefieldoflifescience．However，diferentAMtechniqueshavetheircharacteristicsandlimitationsinclinicalapplicationrespectively．ItaimstOreviewtheresearchprogressofadditivemanufacturedbonetissueengineeringscafoldsinrecentyears．Adiscuss

5、ionwa$doneontheboneTEscafoldsmanufacturinglevelintermsofseveralmainAMtechniques，andthenanoutlookWaSmadeonthefuturedirectionsandchallenges．KeyWords：AdditiveManufacturing；BoneTissueEngineeringScafolds；ResearchProgress高，更适于制造支架。1引言在论述基于AM制备骨组织工程支架技术的当前水平和发世界上每年都有很多骨缺损患者遭

6、受病痛折磨，目前主要展趋势，从而对未来的研究提供一些有益的参考。通过植入自体骨、异体骨和人工骨等修复骨缺损l1l，然而，非宿主骨在人体内使用存在排异反应、与宿主骨力学性能不匹配等隐患。近年来，随着科技的发展，已利用组织工程技术制备源自宿主活体细胞的骨组织，并成功植入人体和动物进行实验，取得了一定的骨修复效果。支架是组织工程的载体和核心，如图1所示。一个性能良好的支架需具备与修复目标相匹配的形态、高度贯通的立体孔隙结构和高孔隙率，使营养物质与代谢产物充分交换，为(a)宏观结构(b)局部显微结构细胞的增殖、细胞外基质的分泌以及血管和神

7、经的向内生长提供图1骨组织工程支架Fig．1BoneTissueEngineeringScaffold环境。传统支架制造技术如溶剂浇铸、气体发泡等大多由手工完2增材制造技术成，无法精确控制孔隙的尺寸形状、互联性和空间分布，成形支架AM是采用材料逐层叠加制造实体的先进技术，其制备骨支内部微观结构具有随机胜，孑L隙非完全连接日。相比之下，增材制架过程是：首先通过cT扫描或核磁共振成像获取修复部位的三造技术采用材料叠加的方法制造实体，加工速度快且成形精度维数据，然后利用CAD软件对三维模型分层“切片”获得各层数来稿日期：2015—08—

8、25基金项目：国家自然科学基金项目(51475266，51005134)；材料成形与模具技术国家重点实验室开放基金项目(P2015—11)；2014年三峡大学研究生科研创新基金项目(2014CX027)作者简介：陈从平，(1976一)，男，湖北荆州