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3D打印技能生物科技与新能源技能的联合

发布时间:2018-11-28 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    3D打印技能:生物科技与新能源技能的联合作者: 黄芩   目前世物质已成为仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源,约占全球总能耗的14%。充分利用现代新技能,将生物质能进行转换,对于建立可持续发展的能源体系,促进社会和经济的发展以及改善生态环境具有重大意义。
  在此基础上,3D打印生物技能应用而生。
  3D打印技能在医学领域的研讨,国际上和国内都是近几年才起初,国内与国外的差距并不大,对于我国来说,基础研讨已跻身第一梯队,应用研讨逐步成熟,但仍面临诸多困难,家当化尚待时日。
  从上世纪90年代初起初,我国便在国家自然科学基金委和国家科技部的支持下起初了3D打印的研讨。在科技部多个五年打算的持续支持下,华中科技大学、西安交通大学、清华大学、北京航空航天大学、西北工业大学等一批科研院所开展了几近所有主流的3D打印技能研讨。但国内从事3D打印技能研发的科研团队或企业中,基本上都是在金属材料或非生物非金属材料的领域,将研讨重点聚焦在3D生物打印领域上的还是对照少。同时从另一个方面看,3D打印技能在医学领域的研讨,国际上和国内都是近几年才起初,国内与国外的差距并不大。
  1.基础研讨:已跻身第一梯队
  在我国,对于3D生物打印的基础性研讨,主要在一些大学的研讨中心进行。提到国内的3D打印,就不能不提到一个人�D�D颜永年。颜永年,第一任清华大学材料成形制造自动化研讨所所长和第一任清华大学生物制造研讨所所长,被业界誉为“中国3D打印第一人”。2012年10月,颜永年教授被推举为中国3D打印技能家当联盟首席顾问。颜永年将制造科学引入生命科学领域,提出了“生物制造工程”(Organism Manufacturing Eng.)学科观念和框架体系,为制造科学发展提出了一个新的方向。颜永年的团队在组织工程、载体支架的3D生物打印方面进行了深入地探索。
  对于生物制造,这一3D打印最前沿的领域,颜永年教授认为,基于3D打印技能的细胞三维受控组装工艺,是生物制造中最为核心的技能,其指标为具有新陈代谢特征的生命体的成形和制造。细胞直接三维受控组装,使人类能够按照器官解剖学的数字模型,通过抑制单个细胞和细胞团簇的3D组装,最后实现可整合于人体新陈代谢系统,用于修复和替代病损组织和器官的人造器官。
  2013年8月,一个标志性的事件在业界引起了很大的轰动,从而将国内在生物制造领域的研讨推向了前台。杭州电子科技大学徐铭恩教授宣布:他带领的团队研发成功了国内首款3D生物打印机。这台国内首款生物3D打印机的成功研制意味着我国3D生物打印的研讨已进入了世界先进水平行列,在国际舞台上已能够和美国的Organovo公司等3D生物打印先驱同台竞技。
  2.应用研讨:逐步成熟,但仍面临诸多困难
  对于3D生物打印的临床应用研讨,其实在我国很早就起初进行了。早在2001年,我国就成功完成了国际上第一例将3D打印技能用于颌面的修复。但我国现有的监管制度不完善、打印成本较高及一系列技能难题有待攻克等因素使得3D打印技能在生物医疗领域的应用仍面临很多困难。
  在3D生物打印的应用研讨方面,华南理工大学的杨永强团队具有一定的代表性,做了很多有益的探索。华南理工大学杨永强教授所带领的研讨团队自2001年左右起初研讨3D打印技能,在牙科的牙冠固定桥、个性化舌侧托槽、膝关节的假体、外科手术导板以及植入体等方面都有涉及。
  以选取3D打印技能制作烤瓷牙为例,德国的设备一次能直接制作200-250个牙冠,杨永强团队研发的设备能做100多个,但价格惟有德国设备的四分之一到五分之一。杨永强的团队目前正在研讨打印手术导板技能,目前已经做了20余种外科手术导板。另外他们在多孔骨和植入体方面也做过一些尝试,比如模仿髋关节打印的“金属骨头”,力度和骨骼相当接近。
  3D打印快速、个性化、小批量和高精度的特点是这种技能应用于医疗领域的优势所在,但生产成本高、打印材料的欠缺、移植后机体免疫排斥等一系列技能问题使得3D生物打印在从定制化产品走向大规模临床应用,还存在着很多障碍。不少业内人士呼吁,3D生物打印前景辽阔,政府应出台相应的扶植政策,同时监管部门也应更新监管思绪,积极应对新技能带来的生产模式的变革。
  3.家当化尚待时日
  2013年4月,国家863打算中首次将3D打印选入,并拟拨不超过4000万的专项研讨基金。同时,各级地方政府对于发展3D打印家当有着很高的积极性。当前我国3D打印家当主要变成了北京、湖北、陕西和江苏4个家当区域。其中,首个3D打印工业园将落户武汉东湖高新区,武汉市发改委等部门针对3D打印家当积极着手编制规划并予以扶持培育。
  为打破目前3D打印家当化发展道路上的僵局,一些地方政府的做法相当值得借鉴。目前,南京、成都、珠海等地纷纷成立了3D打印技能家当创新中心。以成都为例,2013年4月,成都成立了西部地区首个3D打印家当技能创新联盟,覆盖产学研一系列家当链。作为3D打印家当集群协同创新的公共平台,该联盟将以成都市的制造企业为主体,由高等院校、材料研发企业和机构、工业设计企业、科研院所、3D打印服务应用提供商等联动。联盟成员将通过开展家当集群协同创新,力争突破一批核心关键技能、掌握一批自主知识产权、变成一批战略性新兴产品,实现3D打印家当的全链突破。
  (作者单位:安徽省铜陵市第一中学)
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