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1、仿生材料與仿生制造論文學(xué)號13124167杜一凡理科試驗班摘要：仿生材料與仿生制造是時代發(fā)展的熱點，它的興起將引領(lǐng)時代朝著一全新的方向發(fā)展，在不久的未來，它將普及至我們的日常生活中。關(guān)鍵詞：仿生材料、仿生技術(shù)、仿生制造、生物相容性、細胞培養(yǎng)、細胞-材料復(fù)合物、組織修復(fù)、組織工程、3D打印技術(shù)、器官打印本學(xué)期的仿生材料與仿生制造課生動有趣，為我們講述了各種與材料、生物息息相關(guān)的內(nèi)容。給我們增長了許多知識，讓我們對材料學(xué)有了一定的了解。本課程講述了各種生物材料給人類帶去的幫助。生物材料即生物醫(yī)學(xué)材料，它是以醫(yī)藥為目的，用于組織接觸以形成功能的無生命材
2、料。這種材料有一特點，就是具有生物相容性。生物相容性是描述生物醫(yī)用材料與人體之間相互作用產(chǎn)生各種復(fù)雜的化學(xué)、物理生物作用，以及人體對這些作用的忍受程度。只有生物相容性好的材料才能更適合人體。生物材料分為三個不同的階段，各有各的特點：第一代，特點：生物惰性；第二代，特點：生物活性或生物可吸收性；第三代，特點：生物活性和可吸收性。第一代材料有大家所熟知的金屬材料、陶瓷材料、有機高分子材料，雖有生物惰性然而材料本身不能促進或加速傷口愈合。第二代材料則有生物活性的硬組織植入材料、生物可吸收的材料，缺點：材料本身并不同時具有生物活性和生物降解。第三代材料則
3、幾乎接近完美，能在生物體內(nèi)被降解同時又有生物活性參與機體的生理活動，因此第三代材料應(yīng)用更廣泛。這些就是常說的仿生材料，由生物材料的知識，老師引出了仿生技術(shù)和仿生制造的概念。仿生技術(shù)是依據(jù)仿生學(xué)，通過非生物材料，由各種學(xué)科技術(shù)綜合，研制出符合人體需要，滿足人體需求的具有生物相容性的人造器官或組織的技術(shù)。而仿生制造則是具體方式，仿生制造是模仿生物的組織結(jié)構(gòu)和運行模式的制造系統(tǒng)與制造過程。模仿正是仿生學(xué)的基礎(chǔ)。隨后課上又介紹了一種仿生制造，預(yù)塑形組織工程骨臨床應(yīng)用。通過采用快速成型技術(shù)對組織工程支架材料進行預(yù)塑形，修復(fù)顱頜面骨缺損。其過程是：CT掃描獲
4、取缺損骨數(shù)據(jù)，然后通過3D打印技術(shù)快速形成器官支架，同時進行細胞培養(yǎng)，然后將培養(yǎng)好的細胞種至支架上，形成細胞-材料復(fù)合物，再至生物反應(yīng)器中處理，最后回植至人體。其中3D打印技術(shù)是近幾年較為火熱的技術(shù)，它的原理是基于平面離散/堆積的快速成形技術(shù)。如今這種技術(shù)已經(jīng)逐步用于一些產(chǎn)品的直接制造了。其過程是：分層制造，一片片堆積而成（由二維平面轉(zhuǎn)至三維立體），每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結(jié)，而沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉
5、末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。這種技術(shù)的優(yōu)點是：無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。這種技術(shù)已經(jīng)在全球有一定的應(yīng)用了，對產(chǎn)品加工來說，十分的方便。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于組織修復(fù)中的器官打印是非常方便有效的方法。上述的方法又屬于組織工程。組織工程含義是：將細胞、材料、組織、基因治療應(yīng)用于組織再生或體外的組織構(gòu)造。其核心：建立細胞與生物材料的三維空間復(fù)合體。上述這種組織修復(fù)方法是應(yīng)用人
6、工代用品，此外還有自體組織移植和異體組織移植，都是不錯的組織修復(fù)方式。通過這門課程，我學(xué)到了許多知識，也見識到了很多以前只從課本上了解的理論的真實作用。從前我一直認(rèn)為組織修復(fù)只能用其他人的人體組織移植才能修復(fù)，通過這門課程明白了還可以通過仿生材料快速成形成各個器官組織，從而替代修復(fù)人體的組織器官。這門課讓我拓展了視野，對人類的未來有了更大膽的猜想。未來的我們將壽命更長，而且我們身上的器官都可以用這些仿生材料來替代修復(fù)，甚至我們也將被改裝成機器人的樣子，仿生材料也將極大程度地應(yīng)用在我們的生活中。人們也不用再擔(dān)心疾病纏身，這將是一個仿生材料的時代。不
7、管怎么說這門課，教會了我們許多知識，對于我們這些理科生來說更有用，可能我們中的一些以后就將涉及這一方面，這門課將是我們的啟蒙課，我們從中學(xué)到的知識就將作用于我們以后的工作中。即使以后不從事這一方面也沒有關(guān)系，因為仿生材料與仿生制造必將成為時代潮流，這門課能拓寬我們的眼界，對以后我們的日常生活將會有一定幫助。這門課程講述了很多知識，是十分不錯的一門課。也許對于我來說，還有那么一點點不足，就是要是老師能展示給我們更多材料成品，更多材料儀器的介紹，包括制造方法和步驟，那將更好。也許這受到大家來自不同專業(yè)的影響，但我還是覺得對這方面知識的了解是各個專業(yè)所
8、必須，因為這將成為時代熱點，在數(shù)年之后涉及我們生活的方方面面，對與每一個人來說，了解這門課并沒有壞處。這就好是我所要提的小小意見。最后不
