目录生物3d打印技术的研究与发展 生物3d打印是3d打印的一种吗 生物3d打印器官 生物材料3d打印 3d生物打印技术应用
姓名:张志彪学号:16050120102
【嵌牛导读】2017年已经到来，要立新年Flag的朋友们注意啦，可有打了鸡血，发了状态？让我们不忘初心，继续前进，再次回首，也算一个告别仪式，开启智慧的眼眸，一起来看看以前的技术成果---3D生物打印。
【嵌牛鼻子】计算机控制打印 器官移植
【嵌弊友牛提问】3D打印技术是一项怎样的技术?它的发展历程是什么？
【嵌牛正文】3D生物打印这一技术概念最早是由美国Clemson university、University of Missouri、Drexel University等大学的教授在2000年左右提出，2003年Mironv V和Boland T在Trends in Biotechnology杂志提出“器官3D打印”这一概念。2002年左右，清华大学颜永年教授率先在国内开展3D生物打印技术研究。
2010年Organovo公司推出可以帮助用户制造生物组织用于研究和开发的3D生物打印机。 2014年11月，Organovo推出了其可商用的3D打印人体肝脏组织exVive3DTM，用于临床前药物测试。
2013年8月7日Regenovo公司与杭州电子科技大学等高校的科学家合作，成功研制出可同时打印生物材料和活细胞的3D打印机。 2015年10月10日， Regenovo公司推出第三代生物3D打印工作站。利用这款生物3D打印设备，成功批量“打印”出肝单元用于药物筛选。
2015年10月29日，四川蓝光英诺生物科技股份有限公司成功研制出世界首创的3D生物血管打印机。
3D生物打印机（3D bio-printer；3D biology printer ）是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等制品的装备。
器官移植可以拯救很多人体器官功能衰竭或损坏的患者生命，但这项技术也存在器官来源不足、排异反应难以避免等弊端。不过，随着未来“生物打印机”的问世，这些问题的解决有了新的技术手段。
这种机器首先读入由医学影像数据重建或设计的三维模型，将模型离散成多个片层，计算机控制打印喷头逐层"打印”打印由生物材料或细胞组成的“生物墨水”，不断重复这一过程，直至打迹轮印完成三维组织前体。随后，细胞开始重新组织、熔合，形成新的血管等组织结构。
Organovo公司首席执行官基思·墨菲在接受《工程师》杂志采访时指出，最终有一天，只需轻轻按下按钮，就能让3D生物打印机制造出我们所需要的器官。
3D生物打印机基于现有技术发明，这些技术当前被用以制造工业零部件的3D模型。生物打印机的不同之处在于，它不是利用一层层的塑料，而是利用一层层的生物材料或者细胞构造块，去制造真正的活体组织
3D生物打印机可以有多个打印喷头，喷头可以打印人体细胞，被称为“生物墨”；也可以打印纯生物材料，被称为“生物纸”。所谓生物纸其实是主要成分是水凝胶，可用作细胞生长的支架。3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞，所以不会产生排异反应。
2013年5月出版的《新英格兰医学杂志》发表公开信，科学家成功将3D打印出的气管支架植入婴儿体内。
密歇根大学安阿伯分校的医学博士大卫·措普夫（David A.Zopf）和同事描述了这例移植手术。接受移租州槐植的婴儿患有局部支气管软化症，手术中使用的可吸收支架由聚己内酯构成。
作者指出，患儿母亲在妊娠35周产下了这个名叫 Kaiba Gionfriddo 的男婴，看起来身体健康，但在6个星期后出现胸壁凹陷和呼吸困难。发生这种情况，意味着在2个月大之前，都需要气管插管，以维持通气。因此，他们用计算机设计了一个患儿气管支架的模型，使用热塑性的生物可吸收材料，通过激光烧结技术制造了一个气管支架。在移植手术中，依靠支架上的孔洞与气管进行固定。在安置支架7天后，开始逐步撤除机械通气机，并在手术后21天完全停止呼吸机支持。一年以后，通过内窥镜造影手术观察患儿的左主支气管，发现一切正常。到目前为止，没有发生过任何支架相关的问题。
媒体2013年8月7日来自杭州电子科技大学等高校的科学家自主研发出一台生物材料3D打印机。科学家们使用生物医用高分子材料、无机材料、水凝胶材料或活细胞，已在这台打印机上成功打印出较小比例的人类耳朵软骨组织、肝脏单元等。
该生物材料3D打印机研发团队负责人、杭州电子科技大学教授徐铭恩说，这台生物材料3D打印机具有打印生物材料种类多、对细胞损伤率低、打印精度较高和操作方便等特点。同国际同类打印机相比，这台名为“Regenovo”的3D打印机不仅实现了无菌条件下的生物材料和细胞3D打印，而且新型的温控单元和打印喷头设计，能够支持从－5℃到260℃熔融的多种生物材料打印。
徐铭恩介绍说，“Regenovo”支持活细胞打印，打印的细胞有着高达90%的存活率。目前打印出来的活细胞存活时间最长为4个月。
不过，从人体细胞、组织乃至器官被“打印”出来，到真正应用于临床，还有相当长一段路需要走。徐铭恩说，这需要多种领域的科学家通力合作。
3D生物打印技术是在电脑中建模，制定打印路线，利用生物材料直接制造出目标产物。目前材料是3D打印的蚂芦液一大瓶颈哗做，其在人造血管支架，医疗器械等领域应闷物用广泛。
1、这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
2、传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品，而三维打印技术则可以以更快，更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计者或概念开发小组粗正制造模型的需要。
扩展资料：
3d打印技术的限制：
1、材料的限制
虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印， 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。
研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。
2、机器的限制
3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。
这个困难对于制造商来说也许是可以解决的，但是3D打印技术想要进入普通历悄家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行。
3、知识产权的忧虑
在过去的几十年里，音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术也会涉及到这一问题，因为现实中的很多东西都会得到更 加广泛的传播。
人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是我们面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。
4、道德的挑战
道德是底线。什么岩烂悔样的东西会违反道德规律是很难界定的，如果有人打印出生物器官和活体组织，在不久的将来会遇到极大的道德挑战。
5、花费的承担
3D打印技术需要承担的花费是高昂的。第一台3D打印机的售价为1万5。如果想要普及到大众，降价是必须的，但又会与成本形成冲突。
每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍，但相信找到合理的解决方案3D打印技术的发展将会更加迅速，就如同任何渲染一样，不断地更新才能达到最终的完善。
参考资料来源：-3D打印技术
3D打印产业发展至今，已经逐渐成长为可以满足工业生产、实现制造业转型的重点产业。3D打印技术衍生的设计、、材料、数字制造等新的产业链，正在逐步优化岁则郑传统制造，构建全新的制造生态，那么3D打印技术在哪些行业发展潜力大呢？
生物3D打印
生物3D打印指以生物医用材料及细胞为新型离散材料，通过技术设计，快速生产出医疗相关产品。当前，生物3D打印可以划分为4个层次：医疗辅助模型，做人工假体，做组织工程的支架，做活细胞打印和人工器官。预计到2024年，3D打印医疗市场规模将达到96.39亿元。
如果把微孔假体作为载体，还可以把3D打乎颂印技术变成4D打印技术，即增加一些药物局部作用、丰富功能，这将成为生物3D打印技术未来发展趋势之一。
铸锻行业
对于铸锻行业而言，制造流程需要铸锻、焊铣分开，需要很多的工序和装备，而且时间长污染大。华中科技大学教授张海欧介绍，通过3D铸锻铣合一制造技术，可以获得比传统锻造更优越的锻造性能。
金属3D打印领域
在金属3D打印领域，目前主要有铺粉和送粉两种模式。铺粉激光选区熔化是由一个模型，经过切片输送到机器里，进行选区或者选择性熔化，然后一层一层堆积起来，可以做成内部结构非常复杂的零件，盯碰如果将增材和原位减材技术结合起来，将是非常好的发展趋势，实现制造手段的提质增效。
以上就是悟空打印坊为大家介绍的有关3D打印技术在哪些行业发展潜力大的分析，希望可以给大家提供参考。
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3D打印技术可以追溯到1976年喷墨打印机的发明。1984年，查尔斯·赫尔将光学技术应用于快速原型制造，拉开了3D打印的帷幕。20世纪80年代以来，3D打印技术引起了全世界的关注，开始进入人们的视野和生活。如今，3D打印技术已经在制造、医疗、学术、航空航天和军事等多个领域得到了很好的发展和应用。
3D打印技术的工作原理是利用计算机建模(如3Dmax等。)在计算机上创建一个虚拟的3D模型，将模型文件转换成与3D打印机匹配的格式，然后3D打印机根据切片程序将横截面堆叠成3D模型来完成打印。
3D打印技术与计算机建模技术的结合，大大加速了信息制造技术向网络化定制和数字化方向发展，逐渐成为我国国民经济不可或缺的一雹厅部分。复合材料、金属材料等现有材料的打印技术是3D打印发展的重要方向，也是其他许多制造领域定制产品的主要工作形式。
3D打印技术的优势
3D打印技术避免了传统制造业的切割工艺，不需要模具制造。加工速度快，生产周期相对较短。更重要的是，3D打印在制造体积小、结构复杂的物体方面有很大的优势。通过集成印刷技术，不需要二次加工，通过计算机在线操作实现批量生产和远程控制。
3D打印技术最具代表性的是熔积成型技术。其工作原理是通过送丝装置将热熔长丝材料送入喷嘴。在计算机的控制下，加热喷嘴挤出软化的材料，并开始沿着物体的轮廓移动，直到半流动材料的填充和固化完成，从而形成3D打印产品。例如，对于塑料制品的三维打印，通源镇隐过加热三维打印机的喷嘴使塑料熔化，挤出后塑料迅速冷却，并与周围材料粘合和覆盖。目前，FDM可以印刷金属、石蜡、ABS、PLA、人造橡胶等,同时生产3D模型、机械零件、日用品等。广泛应用于建筑、汽车、航空航天和医疗领域。与传统机械加工生产相比，FDM技术具有成本低、材料广泛、原材料利用率高、污染少等优点。
3D打印需求现状
研究现状
到目前为止，根据3D打印制造方法的原理已经产生了许多制造技术，并且根据实际情况对许多材料进行了划旅埋分。3D打印常用的材料有PLA、不锈钢、钛合金、铝、石膏、橡胶、耐用尼龙等。实现3D打印的技术主要有光聚合成型技术、颗粒材料成型技术、挤出成型技术、线材成型技术、层压成型技术和粉末层喷嘴技术。
以建筑行业为例，从设计角度来说:盖房子不需要复杂的设计过程，每个专业设计师都是在3D模型中完成自己的设计。也许有一天，每个人都可以直接从网上想要的建筑模型。对于建筑造型来说，传统建筑中难以实现的曲面造型在3D打印中变得更加简单，这对追求自由造型的建筑师来说绝对是个好消息。新的结构设计方法必须出现。比如利用有限元分析，现有的结构设计规范和相关技术标准可能不再适合打印建筑，需要制定适合3D打印在建筑中应用的行业规范。新的施工工艺要求新的验收标准，同时应开发新的建筑检测技术。
