医用生物3D打印材料应用发展与展望(3)
研究结果表明，在制备支架模型的过程中，三维打印技术可以随意制造任意空洞和孔隙率的PLA组织工程支架，研究者可以轻易得到所需的模型。之后对各种模型进行一系列细胞生物学特性的表征发现，支架的空洞以及孔隙率对细胞的黏附生长有很大的影响，分析对比各项结果后得出了最适合作为组织工程支架的模型。同时也证明了通过3D打印制备的PLA支架有望在骨组织工程中得到广泛应用。医用高分子打印材料具有非常优异的加工性能，可适用于多种打印模式，其中应用最多的是熔融沉积打印和紫外光固化打印两种模式。熔融沉积打印所使用的是热塑性的高分子材料，目前最受研究者青睐的是可降解的脂肪族聚酯类材料，如PLA、PCL。原材料只需要拉成丝状即可打印，打印材料的制备过程简单，一般不需要添加打印助剂。紫外光固化打印所用的是液体光敏树脂，液态树脂中包含有聚合物单体、预聚体、光（敏化）固化剂、稀释剂等，液态树脂的成分以及光固化度都会影响打印产品的性能，尤其是医疗产品的生物相容性和生物活性。
2.4复合生物材料
复合材料是指两种以上不同物理结构或者不同化学性质的物质，以微观或宏观形式组合而成的材料；或者是连续相的基体与分散相的增强材料组合的多相材料，这类材料用于人工器官、修复、理疗康复、诊断、检查、治疗疾病等医疗保健领域，并具有良好生物相容性，则称为复合生物材料。ＦａｌｇｕｎｉＰａｔｉ等采用多喷头3DP技术成功打印出ＰＣＬ／ＰＬＡ／β－ＴＣＰ复合生物材料支架，并将ｈＴＭＳＣｓ细胞种植于支架，共培养２周，使ｈＴＭＳＣｓ细胞生长过程中分泌的细胞外基质附着在支架上，然后进行脱细胞实验去除支架上ｈＴＭＳＣｓ细胞，保留细胞外基质，从而得到ＰＣＬ／ＰＬＡ／β－ＴＣＰ／ＥＣＭ多组分具有生物活性的复合生物材料支架。该支架中的材料能够很好地取人之长，补己之短，各组分相辅相成，既能达到骨组织工程材料的力学要求，又能够促进生物矿化过程。ＥＣＭ中还包含了多种调节骨细胞生长分化的因子，有望成为骨组织工程支架材料研究的新方向。
同时ＦａｌｇｕｎｉＰａｔｉ等还进行了3D脂肪组织工程的研究，第一组以PCL为框架，用脱细胞的脂肪组织为墨水在ＰＣＬ框架内打印出具有一定形状和孔洞的三维脱细胞脂肪支架并将其植入小鼠体内；第二组直接用脱细胞的脂肪组织负载目标细胞制成凝胶，通过3D打印技术将凝胶打印在事先准备好的ＰＣＬ框架内，在体外培养一段时间后植入小鼠体内。研究表明，利用这两种方法制备的组织工程支架均具有良好的生物相容性且能在小鼠体内培养长出所需的脂肪组织，总的来说，第二组的各项测试数据均优于第一组。由此可见，3D打印技术可以将多种材料复合打印，各组分之间取长补短，相辅相成，在组织工程领域具有得天独厚的优势。与单一组分的或结构的生物材料相比，复合生物材料的性能具有可调性。由于单一生物材料用3D打印制成产品会存在一定的不足，将两种或者两种以上的生物材料有机复合在一起，复合材料的各组分既保持性能的相对独立性，又互相取长补短，优化配置，大大改善了单一材料应用中存在的不足；但是对于理化性质差异较大的两种材料，如何利用打印的方法将它们很好地融合在一起，发挥它们组合的最大优势也是目前研究的热点之一。
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