文章编号:1004-132X(2000)10-1116-04用于人工骨制造的喷射成形技术颜永年张人佶崔福斋卢清萍摘耍:近年来，应用组织工程材料制造的人工骨因能适时降解并诱导成形人骨，而成为最理想的骨组织人工替代方法和治疗手段。介绍采用多喷射成形制造骨组织工程材料的人工骨，指出用此法得到的人工骨的材料种类及微观组织结构均与人骨高度相似,而采用骨水泥，或含有烧结等步骤，将不具有这种相似性;此人工骨具有与人骨在功能梯度上相一致的材料结构、几何结构和生理功能;人骨生长因子（BMP）通过特殊处理，使之达到多维复合，颜永年教授并且具有缓释功效,有利于愈合。关键词:喷射成形;人工骨;组织工程材料;细胞载体框架结构中图分类号:TB17文献标识码：A1993年，Science杂吉提出了组织丁.程（tissueengineering）的概念，即“应用工程学和生命科学原理生长出活的替代物，用以修复、维持和改善人体组织和器官的功能”。组织工程植入物可形成活的组织，参与人休新陈代谢。信号分子（生长因子、诱导因子）、细胞载体框架结构和靶细胞构成了组织工程三要素，其中研制适用的“细胞载体框架结构”所需材料和成形工艺是问题的关键。这一框架植入人体后,作为信号分子的载体和新组织生长的支架，随新组织的生长，适时降解，最终与新组织生长匹配地消失。此后，以骨骼为代表的人工器官制造进入采用组织工程材料的新阶段。近轩来，有关的研究成果大量涌现，然而困扰学术界和工程界的瓶颈问题是如何设计、如何成形制造这个特殊的框架结构（载体）。长期以來，人们对于骨的复杂分级结构及其与性能的关系已经进行了深入的研究，但是对于人骨最初生长时期形成的编织骨随成熟程度不同,其结构与性能演变的研究极少且不系统。文献［1］在生物矿化机理的研究中，得到了硬脂酸、硕脂胺和十六醇等冇机分子单层膜上控制径基磷灰石成核及定向生长的规律，首次作出了酸性有机单层膜控制钙一磷盐晶化柑图。以纳米相轻基磷灰石-胶原复合材料作为骨组织工程基体材料，该材料具有天然骨的部分微结构成分与特征。如矿物相为纳米级、低结晶度、含CO3基团的拜基磷灰石，其与骨形态发生蛋白（BMP）复合，用于修复兔尺骨1.5cm片断缺损,2个半月缺损愈收稿日期：1999—11—031116万方数据合,其作为成骨细胞生长的支架，利用细胞培养技术可获得3维细胞-材料复合体，并已进行了大鼠休内植入试验。以该材料为原料，利用先进的成形制造技术，可望获得具有实际临床价值和广泛应用前景的组织工程骨修复替代品。骨组织工程材料的植入中最需要考虑的是人骨生长因子（BMP）的复合。对于大段骨，不是用当前流行的后期复合的办法，而是通过特殊处理，使之达到多维复合，并且冇缓释功效，大大冇利于愈合。整个植入必须包括骨组织工程材料的成形、细胞培养、动物植入、人体植入以及临床应用等阶段⑵。1人体器官诱导成形1.1人休器官生物模型的分类人体器官（骨骼）人工制造可分为3种生物模型（见图1）,目前已经发展到可以真止用人工方法制造成各种人体器官的阶段，制造出来的人工器官参与代谢过程,例如人工骨的制造就已经跨越到制造高级生物模型的阶段。，高级形式:人工器官（参与代谢过程），真止之人骨（高级生物模型）中级形式:植入体，用于治疗学和康复工程（相容性生物模型）「初级形式:牛物实体模型，用于诊断学和手术图1人体器官的3种牛物模型的分类不论是高级生物模型或植入体，均以细胞载体框架结构为其重要技术基础，它包含解剖学数据（anatomicaldata,AD）提取、非均质结构儿何描述、基于数字成像的3维重构、精细喷射沉积成形的控制技术和设备，以及相关的软硬件等,特别是高级生物模型必须依赖于这些技术的综合。人休器官制造是个休化的制造，对制造技术提出了最高的快速性要求和柔性要求，快速成形(RP)制造是能很好完成此种特殊制造的技术，这是由于RP是根据离散/堆积成形原理的制造技术，在计算机的管理与控制下，精确地堆积材料以保证成形件(细胞载体框架结构)的止确拓朴关系、强度、表面质量等。无论是刀具切削、激光切割、注射成形还足模具内成形等均不可能完成此类结构的成形。用于人工器官的快速成形制造工艺流程见图2。图2用...