【前沿】生物醫療3D打印材料全集錦(2)
2.工程塑料之PEEK材料
PEEK(聚醚醚酮)是一種具有耐高溫、自潤滑、易加工和高機械強度等優異性能的特種工程塑料,可制造加工成各種機械零部件,如汽車齒輪、油篩、換檔啟動盤;飛機發動機零部件、自動洗衣機轉輪、醫療器械零部件等。
PEEK具有優異的耐磨性、生物相容性、化學穩定性以及楊氏模量最接近人骨等優點,是理想的人工骨替換材料,適合長期植入人體。基于熔融沉積成型原理的3D打印技術安全方便、無需使用激光器、后處理簡單,通過與PEEK材料結合制造仿生人工骨。
Peek為材料的3D打印應用于牙科治療
以生物塑料為原料的3d打印骨骼修復模式圖
3.生物塑料
3D打印生物塑料主要有聚乳酸(PLA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環己烷二甲醇酯(PETG)、聚-羥基丁酸酯(PHB)、 聚-羥基戊酸酯(PHBV)、聚丁二酸-丁二醇酯 (PBS)、聚己內酯(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,具有多種半透明色和光澤感。作為一種環境友好型塑料,聚乳酸可生物降解為活性堆肥。它是從玉米淀粉和甘蔗中提取的,而不是化石燃料。新加坡南洋理工大學的Tan.K.H等在應用PLA制造組織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組織工程支架,通過對該支架進行組織分析,發現其具有生長能力。
PLA(聚乳酸)是一種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條件下完全降解,最終生成二氧化碳和水,不污染環境,這對保護環境非常有利,是公認的環境友好材料。
2)PCL材料
PCL(聚己內酯)具有良好的生物降解性、生物相容性和無毒性,而被廣泛用作醫用生物降解材料及藥物控制釋放體系,可運用于組織工程已經作為藥物緩釋系統。PCL材料是一種可降解聚酯,熔點較低,只有60℃左右,與大部分生物材料一樣,人們常常把它用作特殊用途如藥物傳輸設備、縫合劑等,同時,PCL還具有形狀記憶性。在3D打印中,由于它熔點低,所以并不需要很高的打印溫度,從而達到節能的目的。在醫學領域,可用來打印心臟支架等。
4.光敏樹脂
光固化樹脂又稱光敏樹脂,是一種受光線照射后,能在較短的時間內迅速發生物理和化學變化,進而交聯固化的低聚物。光固化復合樹脂是目前口腔科常用的充填、修復材料,由于它的色澤美觀,具有一定的的抗壓強度,因此在臨床應用中起著重要的作用,用于前牙各類缺損及窩洞修復能取得滿意的效果。
光敏樹脂是由聚合物單體與預聚體組由于具有良好的液體流動性和瞬間光固化特征,使得液態光敏樹脂成為3D打印耗材用于高精度制品打印的首選材料。光敏樹脂固化速度快、表干性能優異,成型后產品外觀平滑,可呈現透明或半透明磨砂狀態。光敏樹脂具有氣味低、刺激性成分低等特征,非常適合個人桌面3D打印系統。
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