3D打印生物材料在医疗卫生的应用
3D打印生物材料在医疗卫生的应用
随着人口寿命的延长和生活质量的提高，对健康监测和疾病治疗的需求不断增长。3D打印技术以其在快速原型制作和定制化生产方面的显著优势，成为生物医学领域中聚合物生物材料应用的重要工具，尤其在个性化医疗设备、组织工程和药物递送系统等方面展现出巨大潜力。
亚利桑那州立大学宋克男团队探讨了不同3D打印技术与生物材料的兼容性，以及这些技术在生物传感器、生物执行器、软机器人、能量存储系统和自供能设备等领域的应用。
图1 3D打印方法用于健康应用
常用于健康应用的3D打印方法，包括熔融沉积建模（FDM）、直接墨水书写（DIW）、立体光刻（SLA）、数字光处理（DLP）、选择性激光烧结（SLS）和喷墨/层压制造（Inkjet printing/LOM），这些技术通过不同的打印机制实现材料的逐层沉积，从而构建出复杂的3D结构，它们在生物医学领域中具有广泛的应用前景，包括定制化医疗设备、组织工程和药物递送系统等。
图9 数据科学在3D生物打印中的应用
汇总了数据科学在3D生物打印中的应用，包括利用机器学习预测墨水力学性能与打印性的关系、贝叶斯优化框架评估打印性并优化材料配方、Hotelling T2控制图检测打印异常以及图像和数据处理分析打印线条的方法，这些技术的应用提高了打印过程的自动化质量控制和过程优化，推动了生物打印技术在再生医学领域的发展。
全文总结
全文综述了3D打印技术与聚合物生物材料结合在生物医学领域的应用，包括多种3D打印技术如FDM、DIW、SLA、DLP、SLS等，以及它们与合成和天然生物材料的兼容性，重点探讨了这些技术在制造生物传感器、生物执行器、软机器人、能量存储系统、自供能设备以及数据科学在生物绘图中的应用，并讨论了面临的挑战和未来发展的前景，强调了3D打印技术在个性化医疗和再生医学中的巨大潜力。