3D打印可生长发育仿生骨可与自然骨性能一致( 三 ) 硬骨3D打印机

汪焰恩说：“也许在搞化学的人看来，找到一种能够粘结羟基磷灰石的材料非常简单，但是，当这个问题一旦限定在3D打印和在人体上应用时，就变得异常复杂了。 ”

首先，粘结剂大多是粘稠和表面张力大的有机化合物，如何让其通过直径只有20μm(微米)近似于头发丝那么细的打印机喷嘴，成为最大的难题。同时，这种粘结剂还要能被动物乃至人体环境所接受。

为了找到这种合适的粘结剂，汪焰恩共试验了上百种不同的方案，用坏的喷嘴装满了好几个大箱子。终于，他找到了一种酸碱度类似于生物体环境，且性质良好不会堵塞喷嘴的粘合剂。

经过多年探索，汪焰恩和他的团队已经能将羟基磷灰石、粘合剂、细胞液、蛋白液(生长因子)等按照不同个体的骨骼性质，对打印材料进行科学配比，从而打印最适合被植入个体的人造仿生骨。

自然骨不仅外观形态非常不规则，而且其内部结构也比较复杂，不同部位的密度不一。想要让人造骨在结构上模仿自然骨，是极具挑战的。

汪焰恩发明了活性生物陶瓷仿生骨3D打印技术，解决了“怎么打”的问题。首先，利用激光对被打印对象进行片层扫描，还原对象的宏观和微观结构。再配比材料、铺粉打印环节。传统3D打印的材料单一、密度一致、粉体单一、铺粉均匀，难以满足仿生骨的打印需求。汪焰恩不仅研制了一套打印控制系统，还攻克了打印的关键机械技术，实现了仿生打印的结构复杂、密度不均、复合粉体和非均一铺粉。这套设备独创的常温压电超微雾化喷洒技术，突破了细胞液、蛋白液喷洒速度、喷洒量难以精细控制的技术瓶颈，处于国际先进水平。

同时，团队还建立了仿生骨与自然骨渗透率检测设备，实现了仿生骨发育能力简便、快速、客观的评估。动物试验表明，仿生骨在植入动物受体体内后，能够很好地发育，也就是通过受体的新陈代谢，使自体细胞在人造骨中生长，并最终完全长成自体骨。在西北工业大学与中国人民解放军空军军医大学(后建简称空军军医大学)的联合动物试验中，尚未发现排异反应的案例。