三维打印技术在骨组织工程中的应用及进展

周怡　夏阳　章非敏

三维打印技术在骨组织工程中的应用及进展

周怡夏阳章非敏

组织工程；生物相容性材料；细胞因子类；计算机辅助设计；三维打印

创伤、炎症和肿瘤等病理性因素或先天因素导致的骨缺损的治疗，特别是大段骨缺损的治疗是临床上的难点之一。现有骨缺损治疗方法主要包括骨移植 （自体、同种异体和异种骨移植）、植入人工生物材料和牵张成骨等，但均不能取得满意的效果［1］。近年来，快速发展的骨组织工程技术为骨缺损的修复提供了一种新的方法。骨组织工程包括种子细胞、支架材料和细胞因子三个基本要素。支架材料作为骨组织工程的基础，其结构特征对骨缺损修复的最终效果具有非常重要的影响。随着影像技术、计算机辅助技术和材料工程的发展，三维打印技术开始应用于骨组织工程，给予制备生物学性能更佳的个性化骨组织工程支架以新希望。

一、三维打印技术

三维打印技术 （three-dimensional bioprinting，3 D bioprinting）是根据计算机辅助设计 （computer aid design，CAD）模型，或计算机断层扫描 （computed tomog-raphy，CT）、磁共振成像 （magnetic resonance imaging，MRI）等数据重建的模型，使用计算机控制的打印系统进行三维打印，通过材料精确的分层堆积，快速制造任意复杂形状三维物体的数字化成型技术［2-3］，包括选择性激光烧结 （selective laser sintering，SLS）、熔融沉积成型 （fused deposition modeling，FDM）、光固化成型 （stereolithography appearance，SLA）和金属直接熔融等多种技术。三维打印技术已逐步应用于航天、军工、医疗和建筑等各个领域，并且随着新材料的发展，打印材料由金属、塑料等非生物材料发展到凝胶、细胞等生物材料，以及最近的 DNA 水凝胶材料。……