【前沿】生物医疗3D打印材料全集锦(3)
5.生物医用无机非金属材料
生物无机非金属材料主要包括生物陶瓷、生物玻璃和医用碳素材料。其中，生物陶瓷广泛应用于医学骨替代品、植入物、牙科和矫形假肢。
生物玻璃主要由硅（Si）、钠（Na）、钙（Ca）和磷（P）的氧化物按一定的配比组成，经过化合反应后，会生成一种叫做羟基磷酸钙〔Ca5(PO4)3(OH)〕的新成分，具有高度的仿生性，是生物骨头的主要构成成分。由于生物玻璃材料具有生物活性，已被材料科学、生物化学及分子生物学科共同关注，在生物医用无机非金属材料领域的应用前景非常可观。
医用碳素材料是一种化学惰性材料，在体内不会被腐蚀或磨损，如碳/碳复合材料、碳纤维增强树脂等多种高性能结构材料集高强度低模量于一身，并且不会产生对机体有害的离子，已作为修复或替代受损骨组织的材料广泛应用于骨伤外科；另一方面，医用碳素材料又具有良好的生物相容性，甚至具有罕见的抗血凝性能，可直接应用于心血管系统
除了常规打印材料以外，为了深入挖掘3D打印技术，充分发挥其在再生医学和器官移植领域的优越性，不少企业和科研机构努力研究和开发各类新型的3D生物打印材料。
2015年5月，美国密歇根理工大学研究人员利用具有极佳的机械性质细胞膜质纳米晶体作为神经细胞支架。为了能够让支架导电，模拟神经传递电充电的功能，在其中加了石墨烯，造出一种生物兼容性石墨烯—结合聚合体。基于这种新开发的材料可用于打印人工神经组织，促进神经再生。
2016年2月15日，Nature子刊《Nature Biotechnology》在线发表一篇文章，揭示了一种最新的生物3D打印技术ITOP 。该技术利用类似于塑料的可降解生物材料和优化的水性凝胶，结合3D打印技术实现组织结构的重建，且这些材料能够支撑整个结构，保证细胞包含其间不受到损伤。特别注意的是，凝胶包含了微通道（micro-channels），能够与身体构建连接，实现氧气、营养等物质的运输，为细胞的生长提供环境，从而实现其功能。
相信不久的将来，随着新型打印材料的问世和不断发展，“巧妇不再难为无米之炊”，3D生物打印技术必将引领医疗健康的新时代！
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