仿生材料与仿生制造论文.docx

仿生材料与仿生制造论文 仿生材料与仿生制造论文 学号13124167 杜一凡 理科试验班 摘要：仿生材料与仿生制造是时代发展的热点，它的兴起将引领时代朝着一全新的方向发展，在不久的未来，它将普及至我们的日常生活中。 关键词：仿生材料、仿生技术、仿生制造、生物相容性、细胞培养、细胞-材料复合物、组织修复、组织工程、3D打印技术、器官打印 本学期的仿生材料与仿生制造课生动有趣，为我们讲述了各种与材料、生物息息相关的内容。给我们增长了许多知识，让我们对材料学有了一定的了解。 本课程讲述了各种生物材料给人类带去的帮助。生物材料即生物医学材料，它是以医药为目的，用于组织接触以形成功能的无生命材料。这种材料有一特点，就是具有生物相容性。生物相容性是描述生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的化学、物理生物作用，以及人体对这些作用的忍受程度。只有生物相容性好的材料才能更适合人体。生物材料分为三个不同的阶段，各有各的特点：第一代，特点：生物惰性；第二代，特点：生物活性或生物可吸收性；第三代，特点：生物活性和可吸收性。第一代材料有大家所熟知的金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料，虽有生物惰性然而材料本身不能促进或加速伤口愈合。第二代材料则有生物活性的硬组织植入材料、生物可吸收的材料，缺点：材料本身并不同时具有生物活性和生物降解。第三代材料则几乎接近完美，能在生物体内被降解同时又有生物活性参与机体的生理活动，因此第三代材料应用更广泛。这些就是常说的仿生材料，由生物材料的知识，老师引出了仿生技术和仿生制造的概念。仿生技术是依据仿生学，通过非生物材料，由各种学科技术综合，研制出符合人体需要，满足人体需求的具有生物相容性的人造器官或组织的技术。而仿生制造则是具体方式，仿生制造是模仿生物的组织结构和运行模式的制造系统与制造过程。模仿正是仿生学的基础。随后课上又介绍了一种仿生制造，预塑形组织工程骨临床应用。通过采用快速成型技术对组织工程支架材料进行预塑形，修复颅颌面骨缺损。其过程是：CT扫描获取缺损骨数据，然后通过3D打印技术快速形成器官支架，同时进行细胞培养，然后将培养好的细胞种至支架上，形成细胞-材料复合物，再至生物反应器中处理，最后回植至人体。其中3D打印技术是近几年较为火热的技术，它的原理是基于平面离散/堆积的快速成形技术。如今这种技术已经逐步用于一些产品的直接制造了。其过程是：分层制造，一片片堆积而成，每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。这种技术的优点是：无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。这种技术已经在全球有一定的应用了，对产品加工来说，十分的方便。将3D打印技术应用于组织修复中的器官打印是非常方便有效的方法。上述的方法又属于组织工程。组织工程含义是：将细胞、材料、组织、基因治疗应用于组织再生或体外的组织构造。其核心：建立细胞与生物材料的三维空间复合体。上述这种组织修复方法是应用人工代用品，此外还有自体组织移植和异体组织移植，都是不错的组织修复方式。 通过这门课程，我学到了许多知识，也见识到了很多以前只从课本上了解的理论的真实作用。从前我一直认为组织修复只能用其他人的人体组织移植才能修复，通过这门课程明白了还可以通过仿生材料快速成形成各个器官组织，从而替代修复人体的组织器官。这门课让我拓展了视野，对人类的未来有了更大胆的猜想。未来的我们将寿命更长，而且我们身上的器官都可以用这些仿生材料来替代修复，甚至我们也将被改装成机器人的样子，仿生材料也将极大程度地应用在我们的生活中。人们也不用再担心疾病缠身，这将是一个仿生材料的时代。不管怎么说这门课，教会了我们许多知识，对于我们这些理科生来说更有用，可能我们中的一些以后就将涉及这一方面，这门课将是我们的启蒙课，我们从中学到的知识就将作用于我们以后的工作中。即使以后不从事这一方面也没有关系，因为仿生材料与仿生制造必将成为时代潮流，这门课能拓宽我们的眼界，对以后我们的日常生活将会有一定帮助。 这门课程讲述了很多知识，是十分不错的一门课。也许对于我来说，还有那么一点点不足，就是要是老师能展示给我们更多材料成品，更多材料仪器的介绍，包括制造方法和步骤，那将更好。也许这受到大家来自不同专业的影响，但我还是觉得对这方面知识的了解是各个专业所必须，因为这将成为时代热点，在数年之后涉及我们生活的方方面面，对与每一个人来说，了解这门课并没有坏处。这就好是我所要提的小小意见。最后不得不说从这门课上我学到了很多。