骨组织工程支架的制备方法研究进展

背景:由于自体骨源的数量较少,且使用异体骨会产生免疫排斥、疾病扩散等危险,因而人造骨材料在当今的骨移植中起到了不可替代的作用。伴随着功能定制、生物相容性的要求和生物可降解材料的出现,已经出现了多样化的生物材料和多种制备方法。目的:概述目前应用于骨组织工程支架的制备方法,总结各种制备方法的优缺点、研究现状与进展。方法:使用计算机在中国知网、万方数据、PubMed及ScienceDirect数据库检索2008年1月至2023年8月关于骨组织工程支架方面的文献,以“Tissue engineering,Bone scaffold,Gas foaming,Cryotropic gelation,Additive manufacturing等”为英文检索词,以“组织工程,骨支架,气体发泡,低温凝胶,增材制造等”为中文检索词,排除无关和重复性研究,共保留80篇文献进行了总结归纳。结果与结论:①相较于传统支架的制备工艺,近年来新兴的增材制造和静电纺丝技术在用于组织工程的复杂结构如骨和软骨的生产中,表现出了巨大的潜力。②增材制造方法除了在速度、精度和使用的材料范围方面更具优势,还提供了制造高度复杂的几何形状和拓扑优化结构的可行性,实现精确调节和构造结构的高重复性。③静电纺丝是生产一系列纤维垫的最具适应性和前景的技术之一。通过静电纺丝产生的纳米纤维支架是与细胞质基质微观结构非常惊人地相似的生物材料。④目前在陶瓷材料上以羟基磷灰石和磷酸三钙应用性能较好,在高分子材料上目前材料种类多样,以生物相容性优良的材料应用较多。⑤因此,在骨组织工程支架材料的选择上应更好地了解它们的特性,避免复杂化,以生产更具增强功能的支架。然而,目前报告的绝大多数文献对临床的适用性都是探索性的,具体适合哪种疾病的治疗还有待检验。未来骨支架的发展需体现在这几个方面:与缺失骨相匹配的力学性能、降解速率可控、促进骨再生力强以及附有特定功能。

一种双路异构喷头3D砂模打印机结构方案设计

针对现行选择性激光烧结和粘合剂喷射3D砂模打印方式存在的不足之处,本文提出采用选择性激光烧结方式来打印砂模的外壁,采用粘合剂喷射方式来打印砂模的内壁,中间填充3D打印原砂的“城墙砂模”打印方案,并基于该砂模结构提出两种双路异构喷头3D砂模打印机结构方案,最后对两种方案实施过程中遇到的问题及其解决思路进行探讨,以期对该类打印设备的开发提供一些有益的参考。

石材增材制造技术研究

本文以增材制造技术为依托,以石材增材打印为研究对象,对增材制造中粘结剂喷射工艺技术进行研究,根据粘结剂喷射技术工作原理与工作流程特点与步骤分析,最终通过对粘结剂喷射使用材料与方法,完成以石材为对象的粘结剂喷射加工。

金属材料3D打印技术研究进展

根据3D打印成形原理,将金属材料3D打印工艺分为粉末床熔融、定向能量沉积、粘合剂喷射、材料喷射、薄材叠层5类,重点介绍了各工艺下主要技术的基本原理、优缺点、应用领域及进展。最后对比了几种主流3D打印技术,指出SLM和EBM已成为粉末床熔融工艺的主流,适合做小型超复杂整体构件;定向能量沉积工艺使用激光、电子束和电弧作为能量源将材料同步熔化沉积,加工效率高,适合做大型高性能整体构件;粘合剂喷射技术因生产成本低、周期短,在需要快速制造铸件的制造行业中具有应用潜力。并对金属材料3D打印发展方向进行了展望。