目錄生物3d打印技術的研究與發展 生物3d打印是3d打印的一種嗎 生物3d打印器官 生物材料3d打印 3d生物打印技術應用
姓名:張志彪學號:16050120102
【嵌牛導讀】2017年已經到來，要立新年Flag的朋友們注意啦，可有打了雞血，發了狀態？讓我們不忘初心，繼續前進，再次回首，也算一個告別儀式，開啟智慧的眼眸，一起來看看以前的技術成果---3D生物打印。
【嵌牛鼻子】計算機控制打印 器官移植
【嵌弊友牛提問】3D打印技術是一項怎樣的技術?它的發展歷程是什么？
【嵌牛正文】3D生物打印這一技術概念最早是由美國Clemson university、University of Missouri、Drexel University等大學的教授在2000年左右提出，2003年Mironv V和Boland T在Trends in Biotechnology雜志提出“器官3D打印”這一概念。2002年左右，清華大學顏永年教授率先在國內開展3D生物打印技術研究。
2010年Organovo公司推出可以幫助用戶制造生物組織用于研究和開發的3D生物打印機。 2014年11月，Organovo推出了其可商用的3D打印人體肝臟組織exVive3DTM，用于臨床前藥物測試。
2013年8月7日Regenovo公司與杭州電子科技大學等高校的科學家合作，成功研制出可同時打印生物材料和活細胞的3D打印機。 2015年10月10日， Regenovo公司推出第三代生物3D打印工作站。利用這款生物3D打印設備，成功批量“打印”出肝單元用于藥物篩選。
2015年10月29日，四川藍光英諾生物科技股份有限公司成功研制出世界首創的3D生物血管打印機。
3D生物打印機（3D bio-printer；3D biology printer ）是一種能夠在數字三維模型驅動下，按照增材制造原理定位裝配生物材料或細胞單元，制造醫療器械、組織工程支架和組織器官等制品的裝備。
器官移植可以拯救很多人體器官功能衰竭或損壞的患者生命，但這項技術也存在器官來源不足、排異反應難以避免等弊端。不過，隨著未來“生物打印機”的問世，這些問題的解決有了新的技術手段。
這種機器首先讀入由醫學影像數據重建或設計的三維模型，將模型離散成多個片層，計算機控制打印噴頭逐層"打印”打印由生物材料或細胞組成的“生物墨水”，不斷重復這一過程，直至打跡輪印完成三維組織前體。隨后，細胞開始重新組織、熔合，形成新的血管等組織結構。
Organovo公司首席執行官基思·墨菲在接受《工程師》雜志采訪時指出，最終有一天，只需輕輕按下按鈕，就能讓3D生物打印機制造出我們所需要的器官。
3D生物打印機基于現有技術發明，這些技術當前被用以制造工業零部件的3D模型。生物打印機的不同之處在于，它不是利用一層層的塑料，而是利用一層層的生物材料或者細胞構造塊，去制造真正的活體組織
3D生物打印機可以有多個打印噴頭，噴頭可以打印人體細胞，被稱為“生物墨”；也可以打印純生物材料，被稱為“生物紙”。所謂生物紙其實是主要成分是水凝膠，可用作細胞生長的支架。3D生物打印機使用來自患者自己身體的細胞，所以不會產生排異反應。
2013年5月出版的《新英格蘭醫學雜志》發表公開信，科學家成功將3D打印出的氣管支架植入嬰兒體內。
密歇根大學安阿伯分校的醫學博士大衛·措普夫（David A.Zopf）和同事描述了這例移植手術。接受移租州槐植的嬰兒患有局部支氣管軟化癥，手術中使用的可吸收支架由聚己內酯構成。
作者指出，患兒母親在妊娠35周產下了這個名叫 Kaiba Gionfriddo 的男嬰，看起來身體健康，但在6個星期后出現胸壁凹陷和呼吸困難。發生這種情況，意味著在2個月大之前，都需要氣管插管，以維持通氣。因此，他們用計算機設計了一個患兒氣管支架的模型，使用熱塑性的生物可吸收材料，通過激光燒結技術制造了一個氣管支架。在移植手術中，依靠支架上的孔洞與氣管進行固定。在安置支架7天后，開始逐步撤除機械通氣機，并在手術后21天完全停止呼吸機支持。一年以后，通過內窺鏡造影手術觀察患兒的左主支氣管，發現一切正常。到目前為止，沒有發生過任何支架相關的問題。
媒體2013年8月7日來自杭州電子科技大學等高校的科學家自主研發出一臺生物材料3D打印機。科學家們使用生物醫用高分子材料、無機材料、水凝膠材料或活細胞，已在這臺打印機上成功打印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。
該生物材料3D打印機研發團隊負責人、杭州電子科技大學教授徐銘恩說，這臺生物材料3D打印機具有打印生物材料種類多、對細胞損傷率低、打印精度較高和操作方便等特點。同國際同類打印機相比，這臺名為“Regenovo”的3D打印機不僅實現了無菌條件下的生物材料和細胞3D打印，而且新型的溫控單元和打印噴頭設計，能夠支持從－5℃到260℃熔融的多種生物材料打印。
徐銘恩介紹說，“Regenovo”支持活細胞打印，打印的細胞有著高達90%的存活率。目前打印出來的活細胞存活時間最長為4個月。
不過，從人體細胞、組織乃至器官被“打印”出來，到真正應用于臨床，還有相當長一段路需要走。徐銘恩說，這需要多種領域的科學家通力合作。
3D生物打印技術是在電腦中建模，制定打印路線，利用生物材料直接制造出目標產物。目前材料是3D打印的螞蘆液一大瓶頸嘩做，其在人造血管支架，醫療器械等領域應悶物用廣泛。
1、這種技術的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。
2、傳統的制造技術如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產品，而三維打印技術則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產數量相對較少的產品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設計者或概念開發小組粗正制造模型的需要。
擴展資料：
3d打印技術的限制：
1、材料的限制
雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷打印， 但無法實現打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
研究者們在多材料打印上已經取得了一定的進展，但除非這些進展達到成熟并有效，否則材料依然會是3D打印的一大障礙。
2、機器的限制
3D打印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平，幾乎任何靜態的形狀都可以被打印出來，但是那些運動的物體和它們的清晰度就難以實現了。
這個困難對于制造商來說也許是可以解決的，但是3D打印技術想要進入普通歷悄家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，那么機器的限制就必須得到解決才行。
3、知識產權的憂慮
在過去的幾十年里，音樂、電影和電視產業中對知識產權的關注變得越來越多。3D打印技術也會涉及到這一問題，因為現實中的很多東西都會得到更 加廣泛的傳播。
人們可以隨意復制任何東西，并且數量不限。如何制定3D打印的法律法規用來保護知識產權，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現泛濫的現象。
4、道德的挑戰
道德是底線。什么巖爛悔樣的東西會違反道德規律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來會遇到極大的道德挑戰。
5、花費的承擔
3D打印技術需要承擔的花費是高昂的。第一臺3D打印機的售價為1萬5。如果想要普及到大眾，降價是必須的，但又會與成本形成沖突。
每一種新技術誕生初期都會面臨著這些類似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術的發展將會更加迅速，就如同任何渲染一樣，不斷地更新才能達到最終的完善。
參考資料來源：-3D打印技術
3D打印產業發展至今，已經逐漸成長為可以滿足工業生產、實現制造業轉型的重點產業。3D打印技術衍生的設計、、材料、數字制造等新的產業鏈，正在逐步優化歲則鄭傳統制造，構建全新的制造生態，那么3D打印技術在哪些行業發展潛力大呢？
生物3D打印
生物3D打印指以生物醫用材料及細胞為新型離散材料，通過技術設計，快速生產出醫療相關產品。當前，生物3D打印可以劃分為4個層次：醫療輔助模型，做人工假體，做組織工程的支架，做活細胞打印和人工器官。預計到2024年，3D打印醫療市場規模將達到96.39億元。
如果把微孔假體作為載體，還可以把3D打乎頌印技術變成4D打印技術，即增加一些藥物局部作用、豐富功能，這將成為生物3D打印技術未來發展趨勢之一。
鑄鍛行業
對于鑄鍛行業而言，制造流程需要鑄鍛、焊銑分開，需要很多的工序和裝備，而且時間長污染大。華中科技大學教授張海歐介紹，通過3D鑄鍛銑合一制造技術，可以獲得比傳統鍛造更優越的鍛造性能。
金屬3D打印領域
在金屬3D打印領域，目前主要有鋪粉和送粉兩種模式。鋪粉激光選區熔化是由一個模型，經過切片輸送到機器里，進行選區或者選擇性熔化，然后一層一層堆積起來，可以做成內部結構非常復雜的零件，盯碰如果將增材和原位減材技術結合起來，將是非常好的發展趨勢，實現制造手段的提質增效。
以上就是悟空打印坊為大家介紹的有關3D打印技術在哪些行業發展潛力大的分析，希望可以給大家提供參考。
悟空打印坊是深圳3D打印公司，提供多種材料的3D打印模具手板，3D打印動漫手辦，3D打印建筑模型，3D打印人像等打印服務。
3D打印技術可以追溯到1976年噴墨打印機的發明。1984年，查爾斯·赫爾將光學技術應用于快速原型制造，拉開了3D打印的帷幕。20世紀80年代以來，3D打印技術引起了全世界的關注，開始進入人們的視野和生活。如今，3D打印技術已經在制造、醫療、學術、航空航天和軍事等多個領域得到了很好的發展和應用。
3D打印技術的工作原理是利用計算機建模(如3Dmax等。)在計算機上創建一個虛擬的3D模型，將模型文件轉換成與3D打印機匹配的格式，然后3D打印機根據切片程序將橫截面堆疊成3D模型來完成打印。
3D打印技術與計算機建模技術的結合，大大加速了信息制造技術向網絡化定制和數字化方向發展，逐漸成為我國國民經濟不可或缺的一雹廳部分。復合材料、金屬材料等現有材料的打印技術是3D打印發展的重要方向，也是其他許多制造領域定制產品的主要工作形式。
3D打印技術的優勢
3D打印技術避免了傳統制造業的切割工藝，不需要模具制造。加工速度快，生產周期相對較短。更重要的是，3D打印在制造體積小、結構復雜的物體方面有很大的優勢。通過集成印刷技術，不需要二次加工，通過計算機在線操作實現批量生產和遠程控制。
3D打印技術最具代表性的是熔積成型技術。其工作原理是通過送絲裝置將熱熔長絲材料送入噴嘴。在計算機的控制下，加熱噴嘴擠出軟化的材料，并開始沿著物體的輪廓移動，直到半流動材料的填充和固化完成，從而形成3D打印產品。例如，對于塑料制品的三維打印，通源鎮隱過加熱三維打印機的噴嘴使塑料熔化，擠出后塑料迅速冷卻，并與周圍材料粘合和覆蓋。目前，FDM可以印刷金屬、石蠟、ABS、PLA、人造橡膠等,同時生產3D模型、機械零件、日用品等。廣泛應用于建筑、汽車、航空航天和醫療領域。與傳統機械加工生產相比，FDM技術具有成本低、材料廣泛、原材料利用率高、污染少等優點。
3D打印需求現狀
研究現狀
到目前為止，根據3D打印制造方法的原理已經產生了許多制造技術，并且根據實際情況對許多材料進行了劃旅埋分。3D打印常用的材料有PLA、不銹鋼、鈦合金、鋁、石膏、橡膠、耐用尼龍等。實現3D打印的技術主要有光聚合成型技術、顆粒材料成型技術、擠出成型技術、線材成型技術、層壓成型技術和粉末層噴嘴技術。
以建筑行業為例，從設計角度來說:蓋房子不需要復雜的設計過程，每個專業設計師都是在3D模型中完成自己的設計。也許有一天，每個人都可以直接從網上想要的建筑模型。對于建筑造型來說，傳統建筑中難以實現的曲面造型在3D打印中變得更加簡單，這對追求自由造型的建筑師來說絕對是個好消息。新的結構設計方法必須出現。比如利用有限元分析，現有的結構設計規范和相關技術標準可能不再適合打印建筑，需要制定適合3D打印在建筑中應用的行業規范。新的施工工藝要求新的驗收標準，同時應開發新的建筑檢測技術。
