生物医用材料财产取多学科范畴成长亲近相关，一方面，产物手艺更新周期短，市场所作激烈，须投入大量研发资金，尔后续扩大出产投资更是呈递增的趋向；另一方面，生物材料财产所涉及的手艺多为前沿手艺，从研究到工业化产物出产两头链条复杂，过程繁复，成功概率受影响要素过多，风险系数高。同时，生物医学材料产物的利用涉及生命平安取伦理，国度管控严酷，这导致生物材料产物从研究开辟到试产、大量出产、曲到发生效益的周期漫长。可是，生物医学材料是又是新材料范畴中附加值最高的材料，其利润远高于保守工业材料。若是可以或许成功财产化，为企业带来的社会效益和经济效益庞大，使得其投资收益率大大跨越保守财产。2015年全球生物医用材料间接和间接的市场总额已达60亿美元，年商业额复合增加率达17%，全球医用材料总发卖额达到2 500亿美元摆布，已成为世界经济的支柱性财产。不只要考虑材料本身的理化性质，还要考虑平安性、生物相容性、可降解性和生物活性等。虽然，一些生物医用材料包罗：医用金属取非金属、医用陶瓷、高聚合物、生物墨水等被3D打印手艺利用，取得了一些研发和使用，可是可以或许完整实现需求的品种少少，可使用财产的更是凤毛麟角。通过上述对比生物3D打印取生物医用材料财产发觉，限制生物3D打印财产成长的次要要素为。

　　生物医用材料，又称为“生物材料”，是诊断、医治、修复或替代人体组织或器官、或促进其功能的一类高手艺新材料。它不克不及被视为药物，虽然可进入人体，可是感化机制分歧，不必通过药物接收代谢等手段实现，但可取之连系，推进其功能的实现。生物材料财产依托生物材料手艺成长，研发出产出生物材料相关产物，并将处置生物材料及其相关产物和手艺配备的企业调集。

　　生物3D打印手艺的成型分辩率将成为将来手艺成长的又一主要标的目的。生物3D打印的对象均为生物组织或者器官，具有复杂的内部布局，并含有多品种型的细胞，这就要求设备手艺的分辩率达到微米级别，这也将成为生物3D打印手艺大面积使用冲破的一大环节。从目前的喷墨成型手艺的成型分辩率最高能达到50&mu；m，而光固化成型手艺的成型分辩率最高，能高达20&mu；m。但此分辩率距离打印复杂的人体组织和器官还有一段漫长的要走。

　　生物3D打印手艺成长敏捷，曾经正在短短的20多年成长历中履历了4个阶段[1]。从最后的打印体外医疗器械取医学模子起头，对利用材料没有生物相容性的要求，到打印生物相容性较好、不克不及降解的永世性植入材料，履历了材料机能按照需求提拔的阶段。接下来，生物3D打印利用的材料机能更优，既具有优良的生物相容性，又可被降解接收，打印产物植入后能取组织发生彼此感化，推进其再生。这3个阶段的成长，依赖于材料本身机能的优化和提拔，同时对3D手艺改革提出了更高的要求。目前，前3个阶段的手艺成长成熟，曾经使用到现实研究取临床医治，如药物控释支架制备、活性大段人工骨、活性人工软骨制备等，同时也操纵计较机辅帮设备，间接进行复杂骨科手术、颅骨修复、小耳正常修复和口腔正畸等。大学第三病院已成功完成世界首例3D打印脊椎植入手术，取保守骨科植入物比拟，3D打印脊椎骨更贴合一般骨，不只减轻了对骨头的压力，并且它也答应骨头长入植入物。现今，被称为“细胞打印”或“器官打印”的全重生物3D打印手艺正正在兴起。人体的构成细胞多样复杂包含血管、神经等，构成细胞跨越250种以上。

　　3D打印手艺取新的医学消息获取手艺相连系，以生物医用材料及细胞为新型离散材料，通过手艺设想，快速无效的出产出医疗相关产物，这一过程称为生物3D打印。生物3D打印具有庞大的临床需乞降科学意义，采用该手艺快速精准的制制出满脚分歧个性化需求的组织、器官等，并对其微不雅布局精准节制，可以或许大大缓解组织器官紧缺的问题。生物3D打印手艺的成长一方面依托工程手艺的不竭改良和升级，另一方面依托生物医用材料机能的不竭提拔和新材料的开辟使用。两者彼此做、互相影响、交替成长，无论是生物3D打印手艺仍是相关生物医用材料的飞速成长，都意味着生物3D打印曾经送来了愈加广漠的将来和成长空间。

　　可是，通过比力也很清晰的呈现出生物医用材料财产的迅猛成长为生物3D打印的财产成长供给了契机和可能。全球范畴内曾经利用3D打印手艺批量出产的骨科植入物表示出来的市场需乞降市场潜力曾经预示着生物3D打印财产的将来。跟着生物医用材料财产继续深切成长和3D打印手艺正在计较机法式以及机械方面的快速成长，生物3D打印财产也将呈现更多良多的成长机缘。

　　合用于3D打印手艺的生物材料曾经成为研究热点，开辟出更多生物相容性好，包含活性组分，机械强度可以或许满脚体内植入需求的材料成为新的研究高地。例如，为避免打印过程中3D打印机的喷头堵塞，正在喷墨成型过程中需要材料连结较低的粘度，可是这又导致了材料机械机能低不满脚植入需求。开辟出合用于生物3D打印的新型合适个性需求的恰当机械机能、不变的扩散系数、较好的生物相容性的生物医用材料是将来财产成长面对的庞大的挑和和契机。

　　生物3D打印的成长还取医学成长密不成分，如组织血督工程制制，血液轮回是人体养分物质运输和代谢废料排出的主要轮回系统，而血管做为人体轮回系统运输物质的次要器官之一，可以或许成功地操纵生物3D打印手艺，完满的制制血人工血管将为制制其他组织和器官奠基根本。

　　②开辟出具有生物活性和较好加工机能的生物材料是限制3D打印财产成长的瓶颈要素之一。开辟新型的合用于生物3D打印的生物医用材料是一个挑和性的难题，目前仅能实现无活性的骨及关节等植入物小批量出产。冲破这一瓶颈需要投入庞大体量资金用于新型生物医用材料的手艺立异和产物研发。

　　一个用于第3阶段的3D打印产物从研发到上市，大要需要5~6年的时间。而含活体细胞的3D打印产物，因为感化要素复杂不成控，无法估量上市时间。现已上市的具有骨小梁布局的髋臼杯、全钛椎体融合器、3D打印颅骨、3D打印面骨等均为不成降解第2阶段产物。3D打印脑膜组织修复支架&mdash；&mdash；睿膜，是全球首个3D打印的软组织产物。其微不雅布局最接近自体脑膜，临床结果好于以往的人工脑膜产物。

　　目宿世界的注册证是美国食物及药物办理局(FDA)、欧盟平安认证(CE)和中国国度食物药品监视办理总局(CFDA)。正在2015 -2016年期间，全球几大出名骨科医疗器械制制商美国捷迈公司(Zimmer)、史赛克(Stryker )公司施乐辉公司(smith& nephew)、美国强生(Johnson & Johnson)连续推出了3D打印产物，这些产物颠末多年的研发取验证，获得了FDA的核准，并正式进入到医疗市场。截至2016年10月，FDA已核准了85个3D打印植入物：包罗颌面植入物、髋关节、膝关节植入物和脊柱植入物等。CFDA核准了2个3D打印植入物：髋关节系统和人工椎体。2016年全球3D打印医疗市场规模达12。29亿美元，估计2024年3D打印医疗市场规模达96。39亿元。

　　①生物医用材料品种繁多，需求特点各别，生物3D打印均要求相关材料快速切确成型，并正在满脚各类理化性质要求的同时满脚生物学和医学利用要求，还要履历漫长而严酷的利用审批法式。

　　从立异性研究到具备必然规模出产过程是复杂的。生物3D打印产物属于医疗产物，使用端为人体，涉及伦理和生命平安性，既要临床上的平安性和无效性，还必需恪守国度相关法令律例。上市注册证的获得是评判生物3D打印产物可否上市，具有财产成长前景的主要敲门砖。

　　综上所述，生物3D打印财产目前处于方才起步阶段，并未实现大规模集成式的出产。同时，现已实现规模量产的产物也仅限于几个品种，如骨科植入物、美容植入物、人工关节等。

　　③生物3D打印本身的个性化特点，分歧个别对于生物3D打印产物的需求是千变万化的，特别是利用到人体组织，需要考虑个别差同性、时效性和需求个性化，无法大规模化批量出产。

　　跟着生物医用材料财产取3D打印手艺的不竭成长完美，生物3D打印将送来史无前例的成长契机，将来财产将有无限可能。另一方面，也要清晰地认识到，目前生物3D打印财产化还有一段漫长而的要走，大部门研究处于研究阶段，进一步使用临床和规模化出产仍面对诸多挑和和难题。

　　生物3D打印手艺逾越了多个学科，涉及多个范畴，需要多范畴联动共同，需要工程和医学范畴的科研和手艺开辟人员跨范畴合做。除此之外，还要持续不变的高额研究经费和手艺研发经费收入。虽然前艰险，可是，跟着生物医用材料财产的快速成长和日趋成熟，3D打印手艺本身的工艺研发及相关医学范畴的兴旺成长，生物3D打印财产必将送来夸姣的明天。