【前沿】生物医疗3D打印材料全集锦(2)
2.工程塑料之PEEK材料
PEEK(聚醚醚酮)是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料,可制造加工成各种机械零部件,如汽车齿轮、油筛、换档启动盘;飞机发动机零部件、自动洗衣机转轮、医疗器械零部件等。
PEEK具有优异的耐磨性、生物相容性、化学稳定性以及杨氏模量最接近人骨等优点,是理想的人工骨替换材料,适合长期植入人体。基于熔融沉积成型原理的3D打印技术安全方便、无需使用激光器、后处理简单,通过与PEEK材料结合制造仿生人工骨。
Peek为材料的3D打印应用于牙科治疗
以生物塑料为原料的3d打印骨骼修复模式图
3.生物塑料
3D打印生物塑料主要有聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、聚-羟基丁酸酯(PHB)、 聚-羟基戊酸酯(PHBV)、聚丁二酸-丁二醇酯 (PBS)、聚己内酯(PCL)等,具有良好的可生物降解性。
1)PLA材料
PLA(Poly Lactic Acid)即聚乳酸,可能是3D打印起初使用得最好的原材料,具有多种半透明色和光泽感。作为一种环境友好型塑料,聚乳酸可生物降解为活性堆肥。它是从玉米淀粉和甘蔗中提取的,而不是化石燃料。新加坡南洋理工大学的Tan.K.H等在应用PLA制造组织工程支架方面的研究中,采用可降解高分子材料制造了高孔隙度的PLA组织工程支架,通过对该支架进行组织分析,发现其具有生长能力。
PLA(聚乳酸)是一种新型的生物基及可生物降解材料,其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。
2)PCL材料
PCL(聚己内酯)具有良好的生物降解性、生物相容性和无毒性,而被广泛用作医用生物降解材料及药物控制释放体系,可运用于组织工程已经作为药物缓释系统。PCL材料是一种可降解聚酯,熔点较低,只有60℃左右,与大部分生物材料一样,人们常常把它用作特殊用途如药物传输设备、缝合剂等,同时,PCL还具有形状记忆性。在3D打印中,由于它熔点低,所以并不需要很高的打印温度,从而达到节能的目的。在医学领域,可用来打印心脏支架等。
4.光敏树脂
光固化树脂又称光敏树脂,是一种受光线照射后,能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化,进而交联固化的低聚物。光固化复合树脂是目前口腔科常用的充填、修复材料,由于它的色泽美观,具有一定的的抗压强度,因此在临床应用中起着重要的作用,用于前牙各类缺损及窝洞修复能取得满意的效果。
光敏树脂是由聚合物单体与预聚体组由于具有良好的液体流动性和瞬间光固化特征,使得液态光敏树脂成为3D打印耗材用于高精度制品打印的首选材料。光敏树脂固化速度快、表干性能优异,成型后产品外观平滑,可呈现透明或半透明磨砂状态。光敏树脂具有气味低、刺激性成分低等特征,非常适合个人桌面3D打印系统。
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