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材料研究专家Cecilia Persson说:“3D打印对于许多研究领域来说都是一项理想的技术。”
摄影:米凯尔Wallerstedt
年龄、受伤或疾病:无论原因如何，对骨骼和其他身体部位替代治疗的需求日益增长。乌普萨拉大学的研究人员正在使用3D打印机开发未来的生物材料。
材料研究员Cecilia Persson热情地说:“增材制造很有趣，因为你可以做很多很酷的事情，它能激发人们的创新。”
也许永生的梦想并不像至少过一个没有痛苦的生活的承诺那么大。在实践中，更换精心挑选的全部或部分失灵的部件已经成为可能，而我们能够制造的人体部件的极限正日益扩大。
近年来，增材制造，或称3D打印，取得了重大进展。来自我们自己的材料科学与工程部门?ngstr?m实验室的研究人员负责其中一个重大突破:3d打印钛网颅骨植入物，以帮助骨再生。
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骨头。照片:米凯尔Wallerstedt
该部门的另一个研究小组目前正在研究使用3d打印组件修复严重骨骼缺陷或磨损的背部的可能性。虽然目前的版本还不能降解，但人们希望能够开发出可降解的部件来产生承重的骨骼。成功的关键在于可溶金属。
“研究最多的可降解材料要么是聚合物，要么是陶瓷，”Cecilia Persson说，“但聚合物不够坚硬，而陶瓷太脆弱，不能弯曲。这就是为什么我们想要打印随着时间推移会分解的金属材料。”
这个想法是在骨头崇阳打滚退化或受损的地方插入替代金属部件。随着金属的降解，人体自身的骨骼一起生长。挑战在于找到合适的金属复合材料。
“我们正在研究的金属在水溶液中会发生反应，这就是我们想要使用它们的原因，”Cecilia Persson解释说，“但当用于印刷时，它们通常也可能与大气中的氧气发生反应，导致氧化，使印刷困难。所以，如果我们要打印功能材料，控制氧气含量就很重要。”
为了帮助研究人员进行研究，他们现在有了一个3D扫描仪和打印机的组合，可以满足他们的需求。这台令人印象深刻的机器，有一个能达到800°C的加热床，占据了实验室的很大一部分。Cecilia Persson解释说，这个模型比他们以前的激光打印机更适合研究。通过更大的可能性来调整设置，研究人员可以评估关键参数，以获得最佳的材料质量，例如密度和微观结构。
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“我们目前正在研究为患者量身定制结构的镁基合金。主要关注的是获得正确的材料组成。在那之后，我们可以做出越来越复杂的设计和结构，”Cecilia Persson说。
对于哪些人体部位我们可以打印出来，有没有什么限制呢?这个问题的答案很可能取决于医学和药剂学领域的研究人员。他们的U-PRINT 3D打印设备专门设计和制造用于生物医学研究的器官和组织类结构，其长期目标是在再生医学中找到应用。打印结果目前被用作外科手术或评估新材料和药物的培训模型。
塞西莉亚·佩尔松说:“U-PRINT可以为医院打印塑料物体，这样他们就可以将身体问题可视化，或者向亲属展示手术将如何进行。”“事实上，3D打印对于许多研究领域来说都是一项理想的技术。看到新的应用领域不断涌现是非常令人兴奋的。”
Anneli Bj?rkman
乌普萨拉大学vinnova资助的生命科学增材制造能力中心(AM4Life)拥有两个学科领域的研究人员:科学和技术，以及医学和药学。该中心专注于3D打印新技术的研究和教育，如复杂结构的物体，以改善生物过程，提高3D肿瘤模型的重现性和药物的快速优化。