醫用生物3D打印材料應用發展與展望(3)
研究結果表明，在制備支架模型的過程中，三維打印技術可以隨意制造任意空洞和孔隙率的PLA組織工程支架，研究者可以輕易得到所需的模型。之后對各種模型進行一系列細胞生物學特性的表征發現，支架的空洞以及孔隙率對細胞的黏附生長有很大的影響，分析對比各項結果后得出了最適合作為組織工程支架的模型。同時也證明了通過3D打印制備的PLA支架有望在骨組織工程中得到廣泛應用。醫用高分子打印材料具有非常優異的加工性能，可適用于多種打印模式，其中應用最多的是熔融沉積打印和紫外光固化打印兩種模式。熔融沉積打印所使用的是熱塑性的高分子材料，目前最受研究者青睞的是可降解的脂肪族聚酯類材料，如PLA、PCL。原材料只需要拉成絲狀即可打印，打印材料的制備過程簡單，一般不需要添加打印助劑。紫外光固化打印所用的是液體光敏樹脂，液態樹脂中包含有聚合物單體、預聚體、光（敏化）固化劑、稀釋劑等，液態樹脂的成分以及光固化度都會影響打印產品的性能，尤其是醫療產品的生物相容性和生物活性。
2.4復合生物材料
復合材料是指兩種以上不同物理結構或者不同化學性質的物質，以微觀或宏觀形式組合而成的材料；或者是連續相的基體與分散相的增強材料組合的多相材料，這類材料用于人工器官、修復、理療康復、診斷、檢查、治療疾病等醫療保健領域，并具有良好生物相容性，則稱為復合生物材料。ＦａｌｇｕｎｉＰａｔｉ等采用多噴頭3DP技術成功打印出ＰＣＬ／ＰＬＡ／β－ＴＣＰ復合生物材料支架，并將ｈＴＭＳＣｓ細胞種植于支架，共培養２周，使ｈＴＭＳＣｓ細胞生長過程中分泌的細胞外基質附著在支架上，然后進行脫細胞實驗去除支架上ｈＴＭＳＣｓ細胞，保留細胞外基質，從而得到ＰＣＬ／ＰＬＡ／β－ＴＣＰ／ＥＣＭ多組分具有生物活性的復合生物材料支架。該支架中的材料能夠很好地取人之長，補己之短，各組分相輔相成，既能達到骨組織工程材料的力學要求，又能夠促進生物礦化過程。ＥＣＭ中還包含了多種調節骨細胞生長分化的因子，有望成為骨組織工程支架材料研究的新方向。
同時ＦａｌｇｕｎｉＰａｔｉ等還進行了3D脂肪組織工程的研究，第一組以PCL為框架，用脫細胞的脂肪組織為墨水在ＰＣＬ框架內打印出具有一定形狀和孔洞的三維脫細胞脂肪支架并將其植入小鼠體內；第二組直接用脫細胞的脂肪組織負載目標細胞制成凝膠，通過3D打印技術將凝膠打印在事先準備好的ＰＣＬ框架內，在體外培養一段時間后植入小鼠體內。研究表明，利用這兩種方法制備的組織工程支架均具有良好的生物相容性且能在小鼠體內培養長出所需的脂肪組織，總的來說，第二組的各項測試數據均優于第一組。由此可見，3D打印技術可以將多種材料復合打印，各組分之間取長補短，相輔相成，在組織工程領域具有得天獨厚的優勢。與單一組分的或結構的生物材料相比，復合生物材料的性能具有可調性。由于單一生物材料用3D打印制成產品會存在一定的不足，將兩種或者兩種以上的生物材料有機復合在一起，復合材料的各組分既保持性能的相對獨立性，又互相取長補短，優化配置，大大改善了單一材料應用中存在的不足；但是對于理化性質差異較大的兩種材料，如何利用打印的方法將它們很好地融合在一起，發揮它們組合的最大優勢也是目前研究的熱點之一。
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