本篇文章給大家談?wù)勅S支架材料，以及三維支架材料是什么對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助,，不要忘了收藏本站喔,，本文目錄一覽：,，1,、，3D打印原理是什么,，2,、，組織工程支架材料的組織工程材料功能分類,，3,、，組織工程支架制備有哪些方法,，4,、，中大教授研究“豆腐”：打開藥食同源的“鑰匙,，5,、，保肝護肝四大中成藥有哪些,？,，6、,，菠菜等日常材料作為人造器官組織支架可行嗎,？有什么優(yōu)勢？,， 3D打印原理是什么,， 3D打印即快速成型技術(shù)，三維支架材料,，的一種,，三維支架材料，又稱增材制造,，三維支架材料,，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料
本篇文章給大家談?wù)勅S支架材料,，以及三維支架材料是什么對應(yīng)的知識點,，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔,。
本文目錄一覽：
- 1,、3D打印原理是什么
- 2、組織工程支架材料的組織工程材料功能分類
- 3,、組織工程支架制備有哪些方法
- 4,、中大教授研究“豆腐”：打開藥食同源的“鑰匙
- 5,、保肝護肝四大中成藥有哪些,？
- 6、菠菜等日常材料作為人造器官組織支架可行嗎,？有什么優(yōu)勢？
3D打印原理是什么
3D打印原理是什么
3D打印即快速成型技術(shù)三維支架材料的一種三維支架材料,，又稱增材制造三維支架材料,，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù),。下面三維支架材料我為大家?guī)?D打印原理是什么，希望大家喜歡,！
1. 技術(shù)原理
3D打印技術(shù)與激光成型技術(shù)基本上是一樣的,。簡單來說，就是通過采用分層加工,、迭加成形,，逐層增加材料來生成3D實體。稱它為“打印機”的原因是參照了其技術(shù)原理,，3D打印機的分層加工過程與噴墨打印機十分相似,。首先是運用計算機設(shè)計出所需零件的三維模型，然后再根據(jù)工藝需求,，按照一定規(guī)律將該模型離散為一系列有序的單位,，通常在Z向?qū)⑵浒凑找欢ǖ暮穸冗M行離散，把原來的三維CAD模型變成一系列的層片;然后再根據(jù)每個層片的輪廓信息,，輸入加工參數(shù),，然后系統(tǒng)后自動生成數(shù)控代碼;最后由成型一系列層片并自動將它們連接起來，最后得到一個三維物理實體,。
2. 優(yōu)點
一,、最直接的好處就是節(jié)省材料，不用剔除邊角料,，提高材料利用率,，通過摒棄生產(chǎn)線而降低了成本;
二、能做到很高的精度和復(fù)雜程度,，除了可以表現(xiàn)出外形曲線上的設(shè)計;
三,、不再需要傳統(tǒng)的刀具,、夾具和機床或任何模具,，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件;
四,、它可以自動、快速,、直接和精確地將計算機中的設(shè)計轉(zhuǎn)化為模型,，甚至直接制造零件或模具，從而有效的縮短產(chǎn)品研發(fā)周期;
五,、3D打印能在數(shù)小時內(nèi)成形.它讓設(shè)計人員和開發(fā)人員實現(xiàn)了從平面圖到實體的飛躍;
六,、它能打印出組裝好的產(chǎn)品，因此它大大降低了組裝成本,。它甚至可以挑戰(zhàn)大規(guī)模生產(chǎn)方式,。
3. 缺點
任何一個產(chǎn)品都應(yīng)該具有功能性，而如今由于受材料等因素限制,，通過3D打印制造出來的產(chǎn)品在實用性上要打一個問號,。
①強度問題：房子、車子固然能“打印”出來,，但是否能抵擋得住風(fēng)雨,，是否能在路上順利跑起來，仍是一個必須面對的問題;
②精度問題：由于分層制造存在“臺階效應(yīng)”,，每個層次雖然很薄,，但在一定微觀尺度下，仍會形成具有一定厚度的一級級“臺階”,，如果需要制造的對象表面是圓弧形,，那么就會造成精度上的偏差;
③材料的局限性：目前供3D打印機使用的材料非常有限，無外乎石膏,、無機粉料,、光敏樹脂、塑料等,，能夠應(yīng)用于3D打印的材料還非常單一,，以塑料為主，并且打印機對單一材料也非常挑剔,。
4.3D打印技術(shù)在高分子材料中的應(yīng)用
1. 高分子原材料的種類
作為3D打印的重要環(huán)節(jié),，材料方面也是起到舉足輕重的作用的，目前常用的3D打印高分子材料有聚酰胺,、聚酯,、聚碳酸酯、聚乙烯,、聚丙烯和ABS等,。在光固化立體印刷中的齊聚物的種類繁多,，其中應(yīng)用較多的主要包括如聚氨酯丙烯酸樹脂、環(huán)氧丙烯酸樹脂,、聚丙烯酸樹脂以及氨基丙烯酸樹脂,。
2. 常見應(yīng)用工藝
目前應(yīng)用較多的3D打印高分子材料技術(shù)主要包括光固化立體印刷(SLA)、熔融沉積成型( FDM),、選擇性激光燒結(jié)(SLS)等,。
5.光固化立體印刷
光固化3D打印(SLA)工作原理與噴墨打印類似，在數(shù)字信號的控制下,，噴嘴工作腔內(nèi)的液體光敏樹脂在瞬間形成液滴,，在壓力作用下噴嘴噴出到指定的位置，然后通過紫外光對光敏樹脂固化,，固化后逐層堆積,，得到成形零件。成形過程如下：首先根據(jù)零件截面的形狀,，控制打印噴頭沿X,、Y軸運動，在既定截面的相關(guān)實體區(qū)域打印實體材料,，在支撐區(qū)域打印支撐材料,，并在紫外光的照射下進行固化，然后打印平臺沿Z軸下降一定高度,，噴頭接著打印固化下一層,，如此逐層打印固化直至工件的完成，最后除去工件中的支撐材料即可獲得所需的工件,。
光固化3D打印材料由光固化實體材料與支撐材料組成,，其中支撐材料根據(jù)其固化方式不同又可分為相變蠟支撐材料和光固化支撐材料。光固化支撐材料通常俗稱光敏樹脂,，主要由齊聚物,、反應(yīng)性稀釋劑(活性單體)、光引發(fā)劑以及其它助劑組成,。國外由于起步較早,，并且3D打印機能夠為光敏樹脂的研究提供實驗器材的支持，因而國外在3D打印光敏樹脂做的較為成熟,。目前國外做的最好的就是以色列OBJET公司以及美國的3DSystems公司,，這兩個公司占據(jù)了絕大部分3D打印光敏樹脂的市場。但是這些公司把光敏樹脂作為核心技術(shù),，成果很少對外公布,，并且將這些光敏樹脂與其生產(chǎn)的光固化3D打印機捆綁銷售。
6. 光固化3D打印原理圖
光固化立體印刷制備生物可降解支架材料的高分子原料包括光敏分子修飾的聚富馬酸二羥丙酯(PPF)聚(D,，L-丙交酯)(PLA)聚( -己內(nèi)酯)(PCL),、聚碳酸酯,、以及蛋白質(zhì)多糖等天然高分子. 為了降低液態(tài)樹脂原料的黏度，還需要加入小分子的溶劑或稀釋劑,，常用的如可參與光聚合反應(yīng)的富馬酸二乙酯(DEF)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP),，以及不參與聚合反應(yīng)的乳酸乙酯，該技術(shù)獲得的3D成型材料具有可調(diào)控的孔尺寸孔隙率貫通性和孔分布,。
7.熔融沉積成型
熔融沉積成型( FDM) 是采用熱熔噴頭,，使得熔融狀態(tài)的材料按計算機控制的路徑擠出沉積，并凝固成型,，經(jīng)過逐層沉積凝固，最后除去支撐材料,，得到所需的`三維產(chǎn)品(圖2 ),。FDM技所使用的原料通常為熱縮性高分子，包括ABS,、聚酰胺,、聚酯、聚碳酸酯,、聚乙烯,、聚丙烯等.該技特點是成型產(chǎn)品精度高表面質(zhì)量好成型機結(jié)構(gòu)簡單無環(huán)境污染等，但是其缺點是操作溫度較高,。
近年來,，利用FDM技術(shù)制備生物醫(yī)用高分子材料也受到越來越多的重視，尤其是以脂肪族聚酯為原料制備生物可降解支架材料,，取得了相當(dāng)多的進展,。材料的性質(zhì)受到壓力梯度熔體流速溫度梯度等影響，聚酯與無機粒子的復(fù)合物也能用于熔融沉積成型制備3D支架材料,。
8.選擇性激光燒結(jié)
選擇性激光燒結(jié)(SLS)是采用激光束按照計算機指定路徑掃描,，使工作臺上的粉末原料熔融粘結(jié)固化。當(dāng)一層掃描完畢,，移動工作臺,，使固化層表面鋪上新的粉末原料，經(jīng)過逐層掃描粘結(jié),，獲得三維材料,。與SLA技術(shù)通過紫外光逐層引發(fā)液態(tài)樹脂原料發(fā)生聚合或交聯(lián)反應(yīng)不同，SLS技是通過激光產(chǎn)生高溫使粉末原料表面熔融相互粘結(jié)來形成三維材料,。SLS技術(shù)常用的原料包塑料陶瓷金屬粉末等,。其優(yōu)點是加工速度快，無需使用支撐材料,，但缺點是成型產(chǎn)品表面較糙,，需后處理,，加工過程中會產(chǎn)生粉塵和有毒氣體，而且持續(xù)高溫可能造成高分子材料的降解,，及生物活性分子的變形或細胞的凋亡,，該技術(shù)不能用于制備水凝膠支架。以生物可降解高分子為原料,，利用SLS技術(shù),，也是制備外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可控3D醫(yī)用高分子材料的有效途徑。對支架性能產(chǎn)生影響的主要參數(shù)包括顆粒尺寸激光能量激光掃描速率部分床層溫度等,。
9.3D打印技術(shù)高分子材料的應(yīng)用行業(yè)介紹
(1)機械制造：3D打印技術(shù)制造飛機零件,、自行車、步槍,、賽車零件等,。
(2)醫(yī)療行業(yè)：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，借助3D打印制作假牙,，股骨頭,、膝蓋等骨關(guān)節(jié)技術(shù)應(yīng)用也非常廣，技術(shù)越來越成熟,。
(3)建筑行業(yè)：工程師和設(shè)計師們已經(jīng)接受了用3D打印機打印的建筑模型,，這種方法快速、成本低,、環(huán)保,，同時制作精美，完全合乎設(shè)計者的要求,。同時又能節(jié)省大量材料,。
(4)汽車制造行業(yè)：用3D打印技術(shù)為汽車公司制造自動變速箱的殼體。汽車公司會對變速箱進行各種極端狀況下的測試,，其中一些零件就是用3D打印方法做的,。定型了以后，再開模具,，然后按照傳統(tǒng)制造方法批量生產(chǎn).這樣成本就會大大降低,。
3D打印技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢，它和其三維支架材料他一些數(shù)字化生產(chǎn)模式的涌現(xiàn)將推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命,?？梢猿浞謶?yīng)用高分子材料的成型技術(shù)中，制備復(fù)雜的一體化高分子材料器件,，高分子醫(yī)用行業(yè)將成為3D打印技術(shù)帶來發(fā)展機遇,，同時高分子材料將為3D打印技術(shù)提供輕質(zhì)、高強、耐腐蝕的特點,。
10.限制因素
10.1.材料的限制
3D打印胚胎干細胞雖然高端工業(yè)印刷可以實現(xiàn)塑料,、某些金屬或者陶瓷打印， 但無法實現(xiàn)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(jīng)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,。
10.2.機器的限制
3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機能上已經(jīng)獲得了一定的水平,，幾乎任何靜態(tài)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(xiàn)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(shù)想要進入普通家庭，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。
10.3.知識產(chǎn)權(quán)的憂慮
在過去的幾十年里,，音樂,、電影和電視產(chǎn)業(yè)中對知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)注變得越來越多。3D打印技術(shù)也會涉及到這一問題,，因為現(xiàn)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(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限,。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來保護知識產(chǎn)權(quán),，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象,。
10.4.道德的挑戰(zhàn)
3D打印槍械[14]道德是底線,。什么樣的東西會違反道德規(guī)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(zhàn),。
10.5.花費的承擔(dān)
3D打印技術(shù)需要承擔(dān)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(shù)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(shù)的發(fā)展將會更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達到最終的完善,。
;
組織工程支架材料的組織工程材料功能分類
1.理想骨組織支架材料的特征
①生物相容性和表面活性：有利于細胞的黏附,，無毒，不致畸,，不引起炎癥反應(yīng),，為細胞的生長提供良好的微環(huán)境，能安全用于人體,。
②骨傳導(dǎo)性和骨誘導(dǎo)性：具有良好骨傳導(dǎo)性的材料可以更好地控制材料的降解速度,，具有良好骨誘導(dǎo)性的支架材料植入人體后有誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化并促進其增殖的潛能。
③合適的孔徑和孔隙率：理想的支架材料孔徑最好與正常骨單位的大小相近(人骨單位的平均大小約為223 μm),，在維持一定的外形和機械強度的前提下,，通常要求骨組織工程支架材料的孔隙率應(yīng)盡可能高，同時孔間具備連通孔隙,，這樣有利于細胞的黏附和生長,，促進新骨向材料內(nèi)部的長入，利于營養(yǎng)成分的運輸和代謝產(chǎn)物的排出
④機械強度和可塑性：材料可被加工成所需的形狀,，并且在植入體內(nèi)后的一定時間內(nèi)仍可保持其形狀,。
2.常用的骨組織工程支架材料：
人工骨支架材料可分為兩類，即生物降解和非生物降解型,。
早期的人工骨支架材料都是非生物降解型的,，這類材料有：高聚物（碳素纖維，滌綸,，特氟?。饘俨牧希ú讳P鋼,，鈷基合金,，鈦合金），生物惰性陶瓷（氧化鋁,，氧化鋅,，碳化硅），生物活性陶瓷（生物玻璃,，羥基磷灰石,，磷酸鈣）等。這些材料的特點是機械強度高（耐磨,、耐疲功,、不變形等，生物惰性（耐酸堿,、耐老化,、不降解）,。但存在二次手術(shù)問題，因此人們開始研究使用可生物降解并具有生物活性的材料,，這類材料有纖維蛋白凝膠,、膠原凝膠、聚乳酸,、聚醇酸及其共聚體,、聚乳酸和聚羥基酸類、瓊脂糖,、殼聚糖和透明質(zhì)酸等多糖類,。
目前研究和使用的骨組織支架材料是降解材料或降解和非降解材料的結(jié)合。 1. 神經(jīng)支架材料的功能有兩種:
（1） 必須為神經(jīng)的恢復(fù)提供所需的三維空間,，即要保證神經(jīng)導(dǎo)管具有合適的強度,、硬度和彈性，使神經(jīng)具有再生的通道,。（2） 要保證其有理想的雙層結(jié)構(gòu)：外層提供必要的強度,，為毛細血管和纖維組織長入提供營養(yǎng)的大孔結(jié)構(gòu)；內(nèi)層則可起到防止結(jié)締組織長入而起屏障作用的緊密結(jié)構(gòu),。因此,，神經(jīng)修復(fù)所用支架材料一般為：外層是強度大、降解速率慢的可降解材料,，內(nèi)層為具有細胞生長活性的降解材料,。用于神經(jīng)修復(fù)的內(nèi)層材料多為膠原和多糖。目前研究和使用的多為膠原和聚乳酸的復(fù)合材料,。
理想的人工神經(jīng)是一種特定的三維結(jié)構(gòu)支架的神經(jīng)導(dǎo)管，可接納再生軸突長入,，對軸突起機械引導(dǎo)作用,，雪旺細胞支架內(nèi)有序地分布，分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子（NTFs）等發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)作用,，并表達CAM,、分泌ECM，支持引導(dǎo)軸突出再生,。
2. 常用的神經(jīng)組織工程支架材料：
以往用于橋接神經(jīng)缺損的神經(jīng)套管材料有硅膠管,、聚四氟乙烯、聚交酯,、殼聚糖等,。如以硅膠管為外支架，管內(nèi)平行放置8根尼龍錢作為內(nèi)支架的“生物性人工神經(jīng)移植體”,。
目前用于人工神經(jīng)導(dǎo)管研究的可降解吸收材料有聚乙醇酸（PGA）,、聚乳酸（PLA）及它們的共聚物等。也有用聚丙烯腈（PAN）和聚氯乙烯（PVC）的共聚物制作神經(jīng)導(dǎo)管，內(nèi)壁具有半透膜性質(zhì),，僅能允許分子量小于50KD的物質(zhì)通過,，使再生軸突能從導(dǎo)管外獲取營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子，并避免纖維疤痕組織的侵入,。但因其不能降解,，在完成引導(dǎo)再生軸突通過神經(jīng)缺損段之后，仍將長期留存于體內(nèi),，有可能對神經(jīng)造成卡壓,。
3.神經(jīng)支架材料的研究進展
戴傳昌、曹誼林制備了聚羥基乙酸（PGA）纖維支架,，其上接種體外培養(yǎng)擴增的雪旺細胞（SC）形成一種組織工程化周圍神經(jīng)橋接物,。沈尊理等則利用生物可吸收纖維PDS作為膠原神經(jīng)導(dǎo)管內(nèi)部的三維支架結(jié)構(gòu)，種植雪旺細胞,，形成一種人工神經(jīng),。葉震海、顧立強利用自行研制的PLA管作為外圍的神經(jīng)導(dǎo)管,，以生物可吸收縫線PGA纖維作為內(nèi)部縱行三維支架結(jié)構(gòu),，種植SC；發(fā)現(xiàn)SC可以貼附于PLA管壁,、PGA纖維生長,，引導(dǎo)再生軸突生長向前。
選擇適宜的生物材料,，使SC與生物材料粘附,，加入生長因子，對細胞外基質(zhì)與可降解吸收生物材料經(jīng)體外培養(yǎng),，在體內(nèi)預(yù)制成類似神經(jīng)樣SC基膜管結(jié)構(gòu)（眾多縱行中空管狀結(jié)構(gòu)）,，使人工神經(jīng)血管化或預(yù)制帶血管蒂，并保證SC存活,、增殖并有活性,，這此將成為今后的研究熱點。 1.血管支架材料特點：
在組織學(xué)上,，血管壁細胞外基質(zhì)主要由三層結(jié)構(gòu)組成,，其中中膜層有重要的生理意義，主要成分有膠原纖維和彈性蛋白,，這種結(jié)構(gòu)賦予血管良好的機械性質(zhì)和順應(yīng)性,。所以，在設(shè)計和制造血管組織工程支架材料時,，人們盡可能地模擬
自然血管的細胞外基質(zhì)的成分,、三維結(jié)構(gòu),、生理功能及機械性能。近年血管順應(yīng)性逐漸受到重視,，自然血管和組織工程血管之間順應(yīng)性的錯配被認為是小口徑血管移植失敗的主要原因,。這使小口徑血管血栓形成及內(nèi)膜增生，導(dǎo)致移植失敗,。自然血管和人工血管之間機械性質(zhì)的不同,，導(dǎo)致吻合口處血流動力學(xué)的改變，引起應(yīng)力集中,，增加了血栓的形成和新生內(nèi)膜的增生,。所以，理想的組織工程血管支架材料除了應(yīng)該具有良好的材料生物相容性,，可降解性,，具有良好的材料一細胞界面及一定的空間三維結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)具有一定的順應(yīng)性,。
2.血管支架材料的類型
最早的外層材料一般為尼龍,、聚酯等無紡布或無紡網(wǎng)等。目前,，該類材料應(yīng)用較多的為膠原或明膠蛋白包埋的或表面處理的可降解材料的無紡網(wǎng),，例如：聚乳酸、聚羥基酸和多肽等的無紡布或無紡網(wǎng)等,。
3.血管支架材料的研究進展
20世紀(jì)50年代問世的Dacron是最早應(yīng)用的人工血管,，由于它對凝血系統(tǒng)有激活作用而只能對大口徑血管有較短的替代作用。以后又開發(fā)利用四氟乙烯（PTFE）,、聚氨基甲酸乙酯（Poroussegmented Polyurethane）,、膨體聚四氟乙烯（e-PTFE）等，并通過多種方法改變材料的物理性狀,、表面特點,，以達到血管植入的要求。
（1）人工材料上打孔,，使之形成多微孔結(jié)構(gòu)，一者提高材料的順應(yīng)性,，與自體血管彈性相匹配,，二者使用周圍毛細血管內(nèi)皮細胞通過微孔長入內(nèi)膜層，覆蓋內(nèi)表面,。Alexander.w.Clowes證實60pePTFE移植后形成內(nèi)皮細胞層,，主要依靠周圍毛細血管經(jīng)微孔處長大，而不是吻合口兩端內(nèi)皮細胞的延伸生長,，（兩端的延伸僅約2cm）,，并指出完整的內(nèi)膜層會減少平滑肌的過度增和,。Matsuda采用激光在聚氨基甲酸乙酯膜上打孔，促進內(nèi)皮細胞的爬行覆疬,。
（2） 采用各種可降解涂層以減輕血小板及血細胞的粘集,，并希望隨著涂層逐步降解，內(nèi)皮細胞逐步爬行覆蓋,。Satoshiniu等采用多聚環(huán)氧化合物做交聯(lián)劑,，在人工血管上形成明膠－肝素涂層抑制血小板的聚集、纖維素的形成,，同時利于吻合口內(nèi)膜的長入,。Himyukinkito在血管假體內(nèi)表面涂布硫酸軟骨素（CS）及透明質(zhì)酸（HA），外表面涂以明膠層,，以達到內(nèi)表面抗血小板,、血細胞吸附，外表面吸引周圍組織長入的目的,。ArumaN在內(nèi)膜剝脫的血管周圍放置浸有內(nèi)皮細胞的明膠海綿,，利于內(nèi)皮細胞的遷移及旁分泌等作用減少內(nèi)膜的增生。
（3） 人工血管內(nèi)皮化 由于內(nèi)皮細胞在抗血栓形成,、抑制血小板聚集,、分泌血管活性因子等方面的重要作用，人們很早就設(shè)想在人工血管內(nèi)表面形成內(nèi)皮細胞的襯里,，以達到模擬自體管的目的,。宿主內(nèi)皮細胞由吻合口向人工血管內(nèi)遷徙僅限于吻合口周2cm，而毛細血管通過管壁的長入,、循環(huán)內(nèi)皮在人工血管表面的沉積這兩種途徑的原因,、機制效果不清，有待進一步研究,。于是將新鮮獲取或體外培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞直接種植于人工血管的內(nèi)表面,，成為首選的努力方向。 1.組織工程皮膚以三維支架為載體,，通過將細胞種植在支架上而獲得,。理想的人工皮膚支架應(yīng)該同時滿足材料和結(jié)構(gòu)的要求。在材料上：（1）允許細胞在其表面粘附,，促進細胞增殖,，保留分化細胞的功能；（2）具備降解性,，材料及降解產(chǎn)物均無細胞毒性,，不會引起炎癥；（3）具有良好的生物相容性,；（4）來源廣泛,，價格低廉,，無疾病傳播風(fēng)險等特點。在結(jié)構(gòu)上：（1）具備高孔隙率從而為細胞粘附,、細胞外基質(zhì)的再生及細胞擴散提供足夠的空間,，孔隙結(jié)構(gòu)可以允許細胞在整個支架上分布，從而促進均質(zhì)組織形成,；（2）應(yīng)具有三維支架結(jié)構(gòu),，為特定細胞提供結(jié)構(gòu)支撐作用和模板作用，引導(dǎo)組織再生和控制組織結(jié)構(gòu),。
2.目前常用作組織工程皮膚支架材料的天然高分子有甲殼素,、殼聚糖、海藻酸鹽,、膠原蛋白,、葡聚糖、透明質(zhì)酸,、明膠,、瓊脂等。因為其本身具有相同或類似于細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu),，可以促進細胞的黏附,，增殖和分化。目前來看,，天然材料來源較為廣泛,，制作簡單，且價格低廉,。但它也存在力學(xué)性能較差,，抗原性消除不確定，降解速率不宜控制等問題,，具有一定的機械強度
此外聚合物有良好的生物相容性以及可控的降解速率,，力學(xué)性能優(yōu)良，因而被廣泛用作制備組織工程支架材料,，常用的有聚乳酸,、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷等,。目前的研究主要集中于通過對材料表面的改性而增強它對細胞的粘附性,，以及材料的親水性。
聚合物共混是一種為組織工程提供新型理想材料的有效方法,，已成為目前組織工程生物材料研究的熱點。近年來提出的復(fù)合材料有海藻酸鈉/殼聚糖,、膠原/殼聚糖,、膠原/瓊脂糖,、殼聚糖/明膠、殼聚糖/聚己內(nèi)酯,、聚乳酸/聚乙二醇等體系,。 1. 肌腱和韌帶組織工程材料
作為致密結(jié)締組織分別連接著骨骼與肌肉、骨骼與骨骼,，它們的高張力強度對
對于介導(dǎo)肢體正常的運動及維持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用,。肌腱組織主要包括水(占濕重的55%)，蛋白多糖(1%),、細胞,、I型膠原(占干重的85%)及少量Ⅲ、V,、Ⅻ和ⅪV型膠原,。韌帶從大體和顯微結(jié)構(gòu)上類似于肌腱，但韌帶代謝更活躍,，含有更多的細胞,、更高的DNA含量及更多簡化的膠原交聯(lián)。肌腱,，但韌帶代謝更活躍,，含有更多的細胞、更高的DNA含量及更多簡化的膠原交聯(lián),。肌腱和韌帶在張力不超過4%的情況下具有較好的彈性,，是一種黏滯性材料。
現(xiàn)在采用的天然材料有膠原,、殼聚糖,、纖維蛋白和脫細胞材料等。
2.角膜組織工程支架材料 角膜組織工程支架材料除了有組織工程支架材料的基本特征外還應(yīng)同時有
一定的透明性,、屈光力,。對光線散射作用小，可以使光線透過并屈折成像等特性,。目前沒有一種材料能完全具備這些特性?，F(xiàn)在采用的天然材料有羊膜、膠原,、角膜基質(zhì)殼聚糖殼,、以及它們的復(fù)合物，合成材料有聚羥基乙酸,、合成膠原等,。
3.肝、胰,、腎,、泌尿系統(tǒng)組織工程支架材料
肝,、胰、腎,、泌尿系統(tǒng)使用的組織工程支架材料主要以天然蛋白,、多糖與合
成高聚物復(fù)合的可降解材料。例如：用于肝組織工程支架的血纖維蛋白和聚乳酸,，用于泌尿系統(tǒng)的聚乙醇酸等,。
組織工程支架制備有哪些方法
組織工程支架材料是指能與組織活體細胞結(jié)合并能植入生物體三維支架材料的不同組織三維支架材料，并根據(jù)具體替代組織具備的功能的材料,。為了使種子細胞增殖和分化三維支架材料,，需要提供一個由生物材料所構(gòu)成的細胞支架，支架材料相當(dāng)于人工細胞外基質(zhì),。組織工程支架材料包括：骨,、軟骨、血管,、神經(jīng),、皮膚和人工器官，如肝,、脾,、腎、膀胱等的組織支架材料,。
中大教授研究“豆腐”：打開藥食同源的“鑰匙
“此‘豆腐’非彼‘豆腐’,，如果沒有實驗室的設(shè)備，是很難處理出來的,?！敝猩酱髮W(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授、博導(dǎo)吳鈞說,。
此前,，他的有關(guān)“豆腐”的一篇文章，引起了生物醫(yī)學(xué)界的關(guān)注,，常見食物是否真的如中醫(yī)藥所說“藥食同源”,，吃也能治病,？他從科學(xué)的角度實驗驗證了這一點,。
經(jīng)過實驗室科學(xué)處理之后的“豆腐”，不但能夠作用于創(chuàng)傷,、疤痕修復(fù),，還能夠?qū)切迯?fù)起到一定的作用。“這對于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了一個新的思路,，也能夠帶來更多啟發(fā),。”
還在上學(xué)期間的吳鈞就對“蛋清”產(chǎn)生了強烈的興趣,。“你不覺得蛋清實際上是很神奇的東西嗎,？”結(jié)合自己的專業(yè),，他覺得蛋清就是生物醫(yī)學(xué)的載體。
他解釋說,，蛋清可以為雞的胚胎提供所需的各種各樣營養(yǎng)成分,，而且還能夠儲存很長的時間不變質(zhì)，仔細研究起來還是很有意思的,。
但由于當(dāng)時的條件和時間有限,，他并沒有將蛋清的研究付諸實踐，但是心中還是對這種普通食材的研究保留了濃厚的興趣,。
“吃什么補什么
2016年12月6日,，國務(wù)院發(fā)表《中國的中醫(yī)藥》白皮書。白皮書指出,，中醫(yī)藥發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略,，中醫(yī)藥事業(yè)進入新的 歷史 發(fā)展時期。
“作為一個中國人,，除了感嘆中醫(yī)藥的博大精深之外,，更想為振興中醫(yī)藥能夠貢獻自己的一點點力量?！敝猩酱髮W(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授,、博導(dǎo)吳鈞坐在辦公室內(nèi)，和記者聊起了他的初衷,。
他繼續(xù)說,，當(dāng)然從一名科學(xué)家的角度，出發(fā)點是能夠讓全人類享受到 科技 進步帶來的種種好處,，而這種好處能夠從中國人能夠享受到開始,，是最好不過的了。
“中醫(yī)藥里有著‘藥食同源’的說法,，就是講求吃什么補什么,。”吳鈞說,，也就是說,，人們在吃不同東西的時候，也能夠產(chǎn)生如“藥物”帶來的一定效果。所以,，食物也就成為了醫(yī)療領(lǐng)域及生物工程領(lǐng)域的一個方向,。
他介紹說，這方面的研究是此前人沒有做過的,，究竟日常食物里,，能不能用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域？日常的食物是否真的能夠起到額外的效果,？而“吃什么補什么”的中藥理念是否能夠通過科學(xué)的研究的到印證,？這些都引起了吳鈞強烈的興趣。
加之此前就對“蛋清”產(chǎn)生過研究的想法,，他就帶著學(xué)生一起開始了對普通食材的研究,。
第一種食材，吳鈞選擇的是中國人發(fā)明的傳統(tǒng)食材——豆腐,?！叭蛴惺畮變|人都在吃著豆腐，而且它也是在海外不多的幾種中國特色的食材之一,?！?/p>
“豆腐”能否應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)？
“來到廣東之后,，發(fā)現(xiàn)這里似乎每頓飯都有豆腐,。”吳鈞告訴記者,，他是江蘇人,，在來到廣東之前，去過中國最南的城市就是杭州,，所以對廣東毫不了解,。但是，他還是注意到廣東人對于豆腐的鐘愛,。他來到廣東之后,，每次和同事們出去吃飯，幾乎每一頓都會點一份豆腐,。
“這也讓我想起來,，自己小的時候，家里經(jīng)濟條件沒有辦法每頓都能夠有肉,，但是沒有肉的那段時間,，母親總會用豆腐來代替補充蛋白質(zhì)?！眳氢x說,，因此,，他覺得豆腐食用如此普遍，那它是否真的會在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有應(yīng)用的空間呢,？
此外,，到過北方的吳鈞，還記起了北方的一種“凍豆腐”,，“凍豆腐的蜂窩狀的孔隙,，很像是三維多孔支架的樣子”，在這種支架內(nèi),，可以長各種各樣的細胞,。那豆腐是不是也能夠具備這些功能呢？
“細胞喜不喜歡,，安全性如何，是否會被排斥,、發(fā)炎,，這些都是我們?nèi)ソ鉀Q的問題?！眳氢x介紹說,，為此，他和他的學(xué)生們就開始買起了各種各樣的豆腐,?！坝袕某匈I的，也有從菜市場買的,，還有的是學(xué)生自己鹵水點的豆腐,。”他說,，就是在各種各樣的嘗試之后,，最終確定了比較“標(biāo)準(zhǔn)化”的豆腐，甚至在他們發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊的最后,，還附加了一份“制作豆腐”的“攻略”,，讓豆腐不但“標(biāo)準(zhǔn)化”，而且還能夠“可重復(fù)”,。
“豆腐”可促進傷口愈合
“去年年初,，我們在期刊發(fā)表了有關(guān)豆腐的研究，讓同領(lǐng)域的研究人員也多了許多關(guān)于這個思路的啟發(fā),?！眳氢x說，通過研究發(fā)現(xiàn),，經(jīng)過將豆腐進一步進行科學(xué)的處理之后,，其中的確能夠?qū)Υ竺娣e的創(chuàng)傷起到促進愈合的作用,，同時，在創(chuàng)傷部位使用經(jīng)過進一步加工后的“豆腐”,，降低疤痕的產(chǎn)生甚至不會留下疤痕,。
此外，由于豆腐是由鹵水點成的,，因此豆腐中含有鈣,，它是否會對骨骼的愈合起到一定作用的？
他和其他的研究人員,，將含有豆腐的“添加劑”使用在實驗兔子斷骨的部位,，的確提高了藥物對骨頭的修復(fù)，增加了斷骨之間的骨密度,?！耙虼丝梢钥闯龆垢瘜τ诠堑男迯?fù)也會產(chǎn)生一定的作用?！?/p>
他強調(diào)說,，其中作為添加劑的“豆腐”實際上是經(jīng)過實驗室的多重處理之后得到的，而且處理的儀器也是世界上最頂尖的設(shè)備,，所以,，個人家庭無法處理豆腐到直接作用的程度，也希望人們不要刻意去模仿,，或是將日常實用的豆腐“神化”,。
他告訴記者，他研究的目的是為了能夠讓更多的科研工作者注意到這方面的領(lǐng)域,，多一些中醫(yī)藥,、普通食材方面的研究，可能會獲得不一樣的角度和啟發(fā),。
之后,，他又對自己念念不舍的蛋清進行了研究。他發(fā)現(xiàn)作為蛋清對于創(chuàng)傷的修復(fù)也起到一定的作用,。而“蛋清+蛋黃+蛋殼”的整蛋,，對于骨修復(fù)也能夠起到一定的效果?！暗扒?蛋黃+蛋殼”三者之間不同的組合,，則也衍生出更多的研究方向。
“哪吒蓮藕重生”
除了豆腐和雞蛋,，吳鈞還對蓮藕和面粉產(chǎn)生了興趣,。
他告訴記者，當(dāng)時他在接受一家自媒體采訪后,，對方用的“古有哪吒蓮藕重生,，今有科學(xué)家磨豆腐組織再生”的標(biāo)題,，讓他對蓮藕也產(chǎn)生了關(guān)注。
“蓮藕有比較好的三維結(jié)構(gòu),，其中有許多天然的孔隙,，對于骨修復(fù)的過程中，或許可以用作三維支架材料,?！眳氢x回憶說，因此,，他對蓮藕展開了研究,。
他帶記者來到實驗室，拿出了一包類似于“蓮藕干”的實驗成品,，介紹說,，這袋“蓮藕”并不是普通的蓮藕烘干之后的產(chǎn)物，而是經(jīng)過了液氮急速降溫,，然后經(jīng)過許多步操作之后得到的,，其中的三維支架更加明顯，而且有利于進一步的研究,。
“民間流傳的偏方，有的也有一些借鑒意義,?！眳氢x說，有關(guān)面粉的研究,，就是從民間偏方得到的靈感,。由于民間有偏方稱面粉對于燙傷、燒傷有一定的治愈效果,，因此他們就將面粉泡在水里,，然后通過面粉的提取液進行研究?！疤崛∫菏且环N混合物,，但是方法簡單可重復(fù)?！彼l(fā)現(xiàn),，通過面粉的提取液，經(jīng)過加工處理之后,，的確能夠促進傷口的愈合,。
他說，經(jīng)過這些研究發(fā)現(xiàn),，“藥食同源”的確可行,，常見的食材經(jīng)過科學(xué)的加工處理之后,，也能夠產(chǎn)生對身體有益的效果?！八?，這對于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了一個新的思路，也能夠帶來更多啟發(fā),?！?/p>
新的藥物載體材料
吳鈞介紹說，有些中藥,、草本植物的成分已經(jīng)明確,，其中含有西藥中常說的生物活性物質(zhì)，具有一定的抗癌,、抗氧化功效,。
“我們也是朝著生物醫(yī)學(xué)材料的方向來努力?！眳氢x告訴記者,，如果利用新的材料聚合物，即醫(yī)用的高分子材料作為藥物載體,，就可以保證其安全,、低毒等特點。具有生物活性單體制作而成的聚合物,，是天然材料的產(chǎn)物,，不但在安全、低毒等方面表現(xiàn)優(yōu)異,，而且其載體還可以參與到藥物治療當(dāng)中,。
他舉例說，如果藥物是戰(zhàn)斗人員,，藥物載體就是輔助人員,，而如今輔助人員也加入到了戰(zhàn)斗序列當(dāng)中，參加戰(zhàn)斗,，肯定能夠取得更好的效果,。
他告訴記者，其實他挑選研究的食物也是經(jīng)過調(diào)研,、篩選之后確定的,，但是，由于該領(lǐng)域此前沒有進行過開拓性研究,，所以,，他們要做的是“第一個吃螃蟹的人”。
“很多中醫(yī)藥大學(xué)的學(xué)者對這方面研究非常感興趣,，說為他們提供了新的思路,?！眳氢x說，這種概念性的啟發(fā),，對于整個中醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展都是非常有益的,。同時， 對于食物的關(guān)注,，也是對文化的關(guān)注,，“吃是文化一個重要方面，而對于中國傳統(tǒng)食物的研究,，也是對中國文化的弘揚,。”當(dāng)最前沿的科學(xué)研究技術(shù),，遇上最普通的食物食材,，他相信，一定能夠開拓更加廣闊的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域空間,。
保肝護肝四大中成藥有哪些？
肝區(qū)脹悶--月見草油膠丸,。又脹又痛--茵梔黃顆粒,。一生氣就痛--香砂六君子丸。有硬塊--大黃蟄蟲丸,。
【拓展資料】
一,、肝（liver），人體臟器名,，五臟之一。是脊椎動物身體內(nèi)以代謝功能為主的一個器官,，并在身體里面充分扮演著去氧化,，儲存肝糖，分泌性蛋白質(zhì)的合成等等,。肝臟也制造消化系統(tǒng)中之膽汁,。在醫(yī)學(xué)用字上，常以拉丁語字首hepato-或hepatic來描述肝臟,。大部分的肝臟疾病都會有黃疸的癥狀,，這是由于肝臟無法繼續(xù)將膽紅素排出所以就在體內(nèi)累積。中醫(yī)認為：肝與膽相為表里,，開竅于目,，肝主藏血，主疏泄,，有貯藏和調(diào)節(jié)血液的功能,?！端貑枴の迮K生成》：“肝之合筋也，其榮爪也,?！备斡譃閷④娭伲髦\慮,。
二,、人的肝臟大部分位于右季肋部及上腹部，小部分位于左季肋區(qū),，上界在右鎖骨中線平第5肋,，上部緊貼膈肌，與右肺和心臟相鄰,；下面與胃,、十二指腸，結(jié)腸右曲相鄰,；后面接觸右腎,、腎上腺和食管賁門部，是人體最大腺體,，紅褐色,，質(zhì)軟而脆，呈楔形,，右端圓鈍,，左端扁薄，可分為上,、下兩面,，前后兩緣，左右兩葉,，一般重約1200～1600g,，約占成人體重的1/50，男性的比女性的略重,，成年人肝臟男性有1.4-1.8公斤,，女性有1.2-1.4公斤。
三,、胎兒和新生兒的肝臟相對較大,，可達體重的1/20。正常肝臟外觀呈紅褐色,，質(zhì)軟而脆,。肝臟形態(tài)呈一不規(guī)則楔形，右側(cè)鈍厚而左側(cè)偏窄，一般左右徑(長)約25cm,，前后徑(寬)約15cm,，上下徑(厚)約6cm。上面突起渾圓,，與膈肌接觸,，下面較扁平，與胃,、十二指腸,、膽囊和結(jié)腸相鄰。肝上界與膈肌的位置一致,，約在右側(cè)第五肋間,，肝臟有一定的活動度，可隨體位的改變和呼吸而上下移動,；肝下界一般不超過肋弓,，正常情況下在肋緣下摸不到，有時在劍突下可觸及,，但一般不超過3cm,，而小兒多可在肋緣下觸及。
四,、為了制備可植入體內(nèi)的組織工程肝,，并達到實現(xiàn)肝的全部功能、永久性替代重癥肝病患者肝臟的最終目的,，科學(xué)家們在肝組織工程領(lǐng)域做了大量研究?，F(xiàn)肝組織工程的研究主要是集中在種子細胞，細胞外基質(zhì)材料（即三維支架材料）及肝組織結(jié)構(gòu)與生長發(fā)育微環(huán)境的構(gòu)建這幾方面,。關(guān)于肝組織結(jié)構(gòu)的構(gòu)建研究方面,，Auth等將人的膽管上皮細胞等在細胞外基質(zhì)材料上培養(yǎng)形成類膽管樣的結(jié)構(gòu)；Kim等采用內(nèi)皮細胞和肝細胞共培養(yǎng),，能更佳地維持肝細胞功能,。
五、Sakai等通過預(yù)培養(yǎng)的成纖維細胞作為飼養(yǎng)層的方法,，快速制備出具有有限增殖潛能的可用于具有高度特異性細胞移植的肝細胞片層組織,。而我們的HE染色結(jié)果顯示,，在本實驗三維支架培養(yǎng)的條件下,，可以引導(dǎo)15d小鼠胚胎肝細胞形成血管樣結(jié)構(gòu)和肝組織樣結(jié)構(gòu)，這與體外培養(yǎng)瓶內(nèi)平面培養(yǎng)的結(jié)果不同,，胚胎肝細胞平面培養(yǎng)多見集落樣生長,，亦無血管樣結(jié)構(gòu)形成。
六,、在肝組織工程領(lǐng)域中,，種子細胞來源的選擇甚為重要,。Zavana制備的透明質(zhì)酸支架材料內(nèi)，在成纖維細胞分泌的細胞外基質(zhì)的作用下,，體外培養(yǎng)的成熟肝細胞可見細胞-細胞連絡(luò)的重建,，肝細胞分泌ALB的功能維持了14d。
菠菜等日常材料作為人造器官組織支架可行嗎？有什么優(yōu)勢,？
科學(xué)家們用特殊藥品清潔植物表面三維支架材料的細胞,。經(jīng)過7天的處理,，只剩下一層由葉脈組成的透明膜,。然后將葉脈薄膜放入心臟細胞培養(yǎng),，使細胞附著在透明膜表面,，形成一定的細胞組織,。該小組的研究員JoshuaGershlak表示,，透明的菠菜心臟層層疊疊可以制造人工心臟,。如果一切順利,，“菠菜心臟”的培養(yǎng)將對治療心臟病發(fā)作引起的心血管損傷有很大幫助三維支架材料,！巧合的是,，加拿大生物學(xué)教授安德魯佩林也想到用植物修復(fù)人體器官。三維支架材料他用蘋果纖維代替人體組織,，在蘋果片上種了耳朵,。更逆天的是，這種“蘋果人耳”不僅外表與人類耳朵不同,，而且移植到人體后還能正常工作,，維持生命活動。
與此同時,，他一直在努力尋找與人類組織相似的植物,，如蘆筍。他在切碎的蘆筍中發(fā)現(xiàn)了由復(fù)雜纖維素組成的小導(dǎo)管,，這與人類血管,、神經(jīng)和脊髓的結(jié)構(gòu)非常相似三維支架材料！實驗成功后,，可以用蘆筍形成新節(jié)點,，連接受損或斷開的神經(jīng)。利用植物改造人體器官并不是科學(xué)家腦洞大開的產(chǎn)物,，而是解決目前移植器官,、組織不足狀況的新途徑。天然材料將應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究的許多領(lǐng)域，不僅能為器官來源“解渴”,，還能大大降低臨床使用價格,，使器官移植的廣泛應(yīng)用成為可能。
血管的網(wǎng)絡(luò)太復(fù)雜,，不能進行生物工程,，甚至不能進行3D打印。一個多學(xué)科研究小組將焦點放在植物上,，更具體地說是菠菜,。他們希望通過菠菜解決這個問題。當(dāng)然,，植物和動物在液體,、高分子物質(zhì)運輸方式上有很大的不同，但令人驚訝的是,，它們在導(dǎo)管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上非常相似,。人類血管和植物葉脈都有分支結(jié)構(gòu)設(shè)計，剝離植物細胞的葉脈可以作為人類心臟細胞的支架,。事實上,，研究人員已經(jīng)能夠成功地使用脫細胞菠菜葉培養(yǎng)出能夠獲勝的心臟細胞。
研究人員使用清潔劑去除菠菜葉子上的所有植物細胞,，但纖維素形成的管狀結(jié)構(gòu)仍然完整,。纖維素非常適合人體，可以促進傷口愈合,。這種結(jié)構(gòu)可以作為人類心臟細胞生長的支架,。這些心臟細胞非常健康，可以跑步和處理鈣,。研究人員通過葉脈傳遞與液體和人類血液細胞大小相似的微珠,，并在葉脈中培養(yǎng)形成人類血管的細胞。今后多使用菠菜葉,，可以促進不同層健康心臟肌肉的生長,，保護心臟病患者免受疾病侵害。有些葉子可以用作動脈,，有些可以用作靜脈,。
三維支架材料的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容,，更多關(guān)于三維支架材料是什么,、三維支架材料的信息別忘了在本站進行查找喔。
