3D生物打印在软骨修复中的应用*

关节软骨损伤后的自我修复是医学界一直在研究和探讨的难题。3D生物打印技术可以精准的分配载细胞生物材料,构建复杂的三维活体组织,在优化软骨缺损修复组织的内部结构、机械性能以及生物相容性上有很大优势,因此近年来成为软骨修复组织工程领域的研究热点。重点介绍了软骨生物3D生物打印的最新进展,包括软骨生物打印“墨水”材料的选择、种子细胞的来源以及3D生物打印技术的发展。此外,还阐述了3D生物打印技术在组织工程学应用上的部分局限性,并对其在软骨修复领域的发展与应用进行了预测。     

3D生物打印技术在微生物修复中的应用

排放到环境中的各种农药、多环芳烃、卤代芳烃等有机污染物以及阻燃剂等新兴污染物,对环境污染、农产品质量和环境安全造成了沉重负担。因此,有效去除环境中的有机污染物已成为迫在眉睫的挑战。3D生物打印技术已经在医学材料、制药等行业中发挥着重要作用。现在,越来越多的微生物被确定适合通过3D生物打印生产具有复杂结构和功能的生物材料。微生物的3D生物打印越来越受到环境微生物学家和生物技术专家的关注。本文综述了用于污染物微生物去除的不同3D生物打印技术的原理和优缺点,及用于微生物生物修复技术的可行性,并指出了可能遇到的限制和挑战。     

3D打印联合影像导航技术辅助内镜下鼻颅底肿瘤切除的临床分析

目的:探讨3D打印联合影像导航技术在内镜鼻颅底外科治疗中的应用效果。方法:回顾性分析2015年2月至2015年8月在我院实施内镜下鼻颅底手术的28例患者的临床资料,根据辅助方法不同将患者分为研究组(19例)和对照组(9例),分别采用3D打印联合影像导航系统辅助和单纯影像导航系统辅助。观察并比较两组患者的手术时间、术中出血量、肿瘤切除率及术后并发症的发生情况。结果:研究组患者的手术时间、术中出血量及脑脊液鼻漏、术后复发的发生率均明显低于对照组,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:应用3D打印联合影像导航技术辅助内镜治疗鼻颅底肿瘤可以减少术中并发症及副损伤,实现精准医疗、个性化医疗。     

生物4D打印技术在心血管组织工程中的研究及应用进展

3D生物打印技术是应用包含生物材料与活细胞在内的生物墨水来构造生物医学产品的技术，近年来得到快速发展。3D打印的组织是静态的，而人体的组织则处于实时动态之中，并且随时能够发生形态及性能的变化，要提高体外环境与体内真实环境的吻合度，就需要一种能够模拟这种动态过程的体外组织构建技术。4D打印概念的提出，给实现这种复杂技术提供了一条新的思路。4D打印可理解为“3D打印+时间”，在3D打印基础上，4D打印应用一种或多种对刺激具有响应的智能材料，这种材料可以在相应的刺激下改变它们的形态、性能及功能，以满足多种需求。本文重点关注4D打印技术在心血管系统中的最新研究进展及其潜在应用领域，为该项技术的发展提供一些理论及应用参考价值。     

基于专利信息分析的中国3D生物打印技术发展与产业化研究*

目的:基于专利信息对我国3D生物打印技术的发展态势进行分析。方法:本文基于incopat和TDA两大专利分析平台对中国3D生物打印的专利发展态势从专利统计分析与专利计量分析两个维度进行了跨库组合分析,总结了我国3D生物打印技术的专利前沿动态特征。结果:研究发现,中国3D生物打印技术从2013年起进入专利激增态势,中国作为潜在技术市场的国际竞争日趋激烈,本文还从专利申请人、技术领域分布、专利文本关键词聚类、专利价值、专利合作等方面进行了深度挖掘分析。结论:最后,结合对中国3D生物打印专利申请人的专利产业化案例深度分析与专利特征总结,为中国3D生物打印技术发展与产业化提供参考建议。     

脱细胞基质生物墨水制备方法及应用进展

组织器官脱细胞后制备成的脱细胞基质 (Decellularized extracellular matrix,dECM) 含有许多蛋白质和生长因子,不仅能够为细胞提供三维支架还能够调控细胞再生,是目前最具有生物结构的生物材料。3D生物打印可以层层打印dECM和自体细胞的组合,构建载细胞组织结构。文中综述了不同来源的组织器官脱细胞基质生物墨水制备方法,包括脱细胞、交联等,以及脱细胞基质生物墨水在生物打印中的应用,并展望了其未来的应用前景。     

3D打印生物质基复合材料研究进展及应用前景

3D打印技术是智能制造领域的一项颠覆性创新技术,必将深刻影响和变革社会生产模式与人类生活方式,更为重要的是,这一技术的出现为多元化、高值化利用来源广泛的生物质材料提供了新的机遇和方向,是生物质材料产业化发展与可再生利用的又一全新途径。3D打印材料的开发与3D打印智能制造技术密切相关,是该技术可持续发展的关键和核心要素之一。文章综述了开发生物质基材料用于3D打印的发展,着重介绍了木质纤维素材料在不同3D打印技术中的研究现状,并对3D打印生物质基材料的开发和发展前景进行了展望。     

应用3D适形打印制备网状复合体对兔颅骨缺损的修复作用及安全性研究

目的:探讨采用3D适形打印技术制备的羟基磷灰石/聚乳酸网状复合体在兔颅骨缺损中的修复作用及安全性。方法:以24只新西兰兔为研究对象,以羟基磷灰石/聚乳酸为材料,采用3D适形打印技术制备网状复合体,于兔颅骨顶部制成两个颅骨全层缺损,分别为孔A(左)和孔B(右),孔A(阳性对照组)以自体颅骨为修复材料,孔B(实验组)以复合体为修复材料,观察缺损修复区域的形态学、影像学(X线及CT扫描)及组织学检查结果。结果:植入后24周时,形态学显示:阳性对照组可见致密的骨组织修复,与缺损边缘界限不清,实验组中支架孔隙内纤维组织由新生骨质取代,且新生骨成熟度较提高,材料表面有部分吸收。CT扫描观察显示:冠状面上,阳性对照组缺损修复区域与周围正常骨组织融合为一体,实验组修复材料与缺损边缘融合紧密,与周围正常骨组织结合良好,部分边缘结合不连贯。组织学观察显示:实验组材料部分降解,材料间隔可见新生骨小梁。研究中无实验动物死亡,皮肤切口处缝合良好,无皮下积液,无移植物脱出、红肿感染等情况出现。结论:以3D适形打印技术制备的羟基磷灰石/聚乳酸复合体对兔颅骨缺损有较好的修复作用,能促进缺损区域新骨的形成和生长,且安全性较高。     

精准医疗与伴随诊断产业发展研究

<正>1概述1.1精准医疗精准医疗被誉为医疗的未来,它基于人们在基因、环境、工作与生活方式的个体差异,应用现代分子生物学、分子病理学、分子遗传学、分子影像技术、生物信息技术以及目前热门的大数据技术、人工智能技术等,通过对患者的生活环境和临床数据等进行分析,实现精准的疾病分类和诊断,制订具有个性化的疾病预防和诊疗方案。精准医疗包括对风险的精确预测、疾病精确诊断、疾病精确分类、药物精确应用、疗效精确评估与疗后精确预测。精准医疗是科学技术及医学自身发展的客观必然,也是广大民众摆脱贫困以后对健康、教育、生活质量追求的必然。因     

生物三维打印的研究进展

三维(3D)打印具有灵活性和精密性的特点,已在军工、航天等制造行业中发挥重要作用.随之兴起的生物3D打印在再生医学领域同样具有广泛的应用前景.生物3D打印是将打印的墨水改成含有活细胞的混合物,从而构建活体组织器官.目前生物3D打印更多的是应用于硬组织的仿生重建和新型给药装置的制备,但具有生物活性、更复杂的组织器官的重建还处于探索阶段.本文主要对3D打印在生物医学上的应用进行综述,讨论生物3D打印目前面临的问题,并探讨生物3D打印的未来发展方向.     

中国国际3D打印技术与应用大会即将在沪举行

由上海工业设计协会主办,上海泽塔会展服务有限公司承办的"中国国际3D打印技术与应用大会"将于2012年5月30日至31日在上海环球金融中心举行。本次大会将首次全面、系统、深入地向国内各界介绍与交流3D打印技术及其生物医学工程领域的应用,其中包括数字化牙种植、个性化植人体、CAD/CAM、手术导板制作、组织工程与生物打印等。全球首例     

2019年启航献礼

精准医疗是应用现代分子生物学、分子病理学、分子遗传学、分子影像技术、生物信息技术以及目前火热的大数据技术、智能化技术等,结合患者生活环境和临床数据,实现精准的疾病分类和诊断,制定具有个性化的疾病预防和诊疗方案,包括对风险的精确预测、疾病精确诊断、疾病精确分类、药物精确应用、疗效精确评估、疗后精确预测等。精准医疗是医学自身发展的客观必然,是人民群众对健康新需求的使然。精准医疗的核心价值是造福于患者,造福于人类,尤其是在当今中国,人民生活水平普遍得到改善和提高,人民对健康的追求达到了一个新的高度。     

推动精准医疗和伴随诊断产业创新发展

正精准医疗,就是应用现代分子生物学、分子病理学、分子遗传学、分子影像技术、生物信息技术以及目前热门的大数据技术、智能化技术等,结合患者生活环境和临床数据,实现精准的疾病分类和诊断,制定具有个性化的疾病预防和诊疗方案。包括对风险的精确预测,疾病精确诊断,疾病精确分类,药物精确应用,疗效精确评估,疗后精确     

数字化外科技术在颌面部外伤修复重建中的应用与展望

近年来,数字化外科技术在颌面部外伤修复重建临床应用中得到不断发展和完善,极大地提高了手术的精确性和可靠性,节约了手术时间。本文主要从术前手术模拟、快速打印3D头模、术中导航、导板制作、个性化修复体及机器人的临床应用等六个方面来阐述数字化外科技术在颌面部骨折修复重建中的应用,总结了各个技术的原理、优缺点及应用现状,回顾了我们单位应用数字化技术提高颌面部外伤修复手术的精确度和可行性以及恢复了患者良好的面型及功能的临床应用经验。同时,本文对未来数字化外科在颌面部骨折修复重建中的应用提出了新的展望,我们认为,结合术前手术模拟、术中导航及术中机器人技术依据术中具体情况自动调整手术方案进行颌面部骨折修复重建的完全自动化智能机器人的实现将是最终的目标。     

3D打印股骨远端内侧个性化解剖型接骨板的研究进展

目前,比较复杂的股骨远端C3型骨折和膝外翻的矫形手术都需要应用到独立的股骨内侧接骨板。以往术者都是将对侧股骨的外侧接骨板进行预弯曲,以达到贴近骨骼自然形态的目的,而这种冷变形会改变接骨板的金相结构,进而破坏接骨板的生物力学,接骨板螺钉孔的位置有时也会影响到骨折的愈合情况。与传统制造技术相对比,3D打印技术作为"第三次工业革命"的核心技术,不必事先制造模具,不必在制造过程中去除大量的材料,也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品,更适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。本文将股骨远端内侧接骨板的个性化设计与3D打印技术相结合,从接骨板的应用、3D打印技术的现况及其应用于制作股骨远端内侧个性化解剖型接骨板的前景等方面进行了综述。     

3D打印技术在植物繁殖生态学中的应用进展与评述

3D打印(3D printing)是以数字化模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式构造物体的一项技术。由于3D打印具有灵活和精密的特点,这一技术已经在军工、航天等制造行业中发挥了重要作用。鉴于3D打印的独特优势,该技术也可以在植物繁殖生态学研究中发挥作用而且具有广阔的应用前景,但目前还处于探索阶段。该文概述了3D打印技术以及植物繁殖生态学的花特征进化研究,同时总结了3D打印技术在植物繁殖生态学领域的最新研究进展,并探讨将来可能的发展方向。     

基于CT数据的颌骨支架材料有限元分析及3D打印模型研究

本研究基于CT数据对颌骨支架材料进行有限元分析及3D打印模型研究,为了进一步确定CT技术与3D打印技术在骨组织构建工程的可行性,同时探讨构建骨组织支架材料工程的技术问题,本研究利用骨缺损区域的CT数据进行三维构建,对武汉市第一医院颌面外科颌骨囊肿患者的颌骨缺损区进行CT扫描,再将DICOM数据导入Mimics中,根据CT数据对颌骨缺损部分进行三维建模。支架材料内部形态基于Pro/E软件设计3种不同的支架-立方体结构、蜂窝结构、仿生骨结构。设置支架材料负载为90 N,泊松比为0.3,弹性模量为11 Gpa,地面为完全约束,对支架结构的形变及应力进行有限元分析。构建的支架结构导入Magics中,输出STL格式,连接3D打印机制备支架的三维模型实体模型。本实验发现:(1)使用3D打印技术制得三种支架实体模型,支架材料模型外部形态和颌骨骨缺损区内部结构高度匹配。(2)分别对三种支架模型结构进行有限元分析,分析符合要求。(3)基于布尔运算对支架模型的外部形态同骨缺损区进行匹配。基于CT数据,计算机辅助设计及Mimics三维软件,重建三维模型,利用3D打印技术制造支架实体模型。有限元分析的表明,在同等条件下,立方体结构的支架具有较好的力学性能。     

3D打印技术骨科临床应用效应系统性综述

目的 评价3D打印技术骨科临床应用的效应。方法 通过系统性综述和Meta分析,比较3D打印技术与传统常规技术在骨科临床应用的效应。 结果 对25篇纳入的文献进行Meta分析显示,3D打印技术可减少骨科手术时间（26分钟左右）,降低术中出血量（77毫升左右）,提高植钉准确率或成功率（为传统常规技术的2.10倍）,但未减少并发症发生率。结论 3D打印技术骨科临床应用的短期效应总体较好,但在我国骨科临床应用应谨慎发展。     

3D打印技术在骨科临床应用中的感知研究

目的 了解医院骨科医师和管理者对3D打印技术在骨科应用的安全性、有效性、经济性和伦理性的感知。方法 对上海市4所三级综合性医院的所有骨科临床医师和相关管理部门的负责人或管理者进行问卷调查,并邀请4名骨科专家进行定性访谈。结果 3所被调查医院在骨科领域应用了3D打印技术,但使用量有限。被调查的医师和管理者认为：骨科3D打印主要优点是手术时间短、增加手术便利性和手术成功率高,主要缺点是费用高且价格昂贵、缺乏相关规范标准和整个过程相对复杂且耗时长。结论 3D打印技术在骨科临床应用的安全性和有效性需长期评价,骨科3D打印技术的临床应用需要规制。     

压电式微喷技术在细胞打印领域的应用

细胞获取和培养的过程是组织工程构建的重要环节; 3D生物打印技术可以支撑组织工程的发展。通过"声波"使微量流体在惯性力和流体粘性力相互作用下实现脉冲流动的压电式微喷技术应用于细胞打印领域属于新兴工艺,具有精度高、效率高、成本低等特征。在介绍压电式微喷技术系统和原理基础上,分析了压电驱动方式、压电参数、脉冲驱动电压波形、生物细胞油墨对细胞打印的影响;给出了压电式微喷技术在高存活率细胞获取、高效率构建细胞三维组织方面的应用研究案例;总结了其在细胞打印领域的应用现状,并指出研究方向及意义。