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本發(fā)明公開了一種3D打印具有緩釋抗菌功能的骨組織工程支架材料及制備方法，它是由多孔磷酸鈣材料與海藻酸鈉原位交聯(lián)而成，同時(shí)負(fù)載黃連素。該骨組織工程支架材料通過在打印墨水中摻加黃連素藥物，使得支架兼具抗菌和促成骨的功能，最終通過3D打印和后處理方式調(diào)控支架孔結(jié)構(gòu)、通過改變氯化鈣交聯(lián)劑的濃度和交聯(lián)時(shí)間調(diào)控支架交聯(lián)度，以及通過改變藥物濃度調(diào)控支架載藥量來實(shí)現(xiàn)該支架的藥物緩釋效果。

根據(jù)骨組織工程模型，設(shè)計(jì)和優(yōu)化骨支架結(jié)構(gòu)，提高骨在支架內(nèi)的長(zhǎng)入效果，加快骨支架的結(jié)合速度；根據(jù)數(shù)學(xué)模型優(yōu)化骨支架結(jié)構(gòu)，減少骨支架對(duì)骨內(nèi)力學(xué)環(huán)境干擾，提高骨和支架的結(jié)合壽命，解決或延遲骨支架松動(dòng)問題。

針對(duì)生物陶瓷、生物醫(yī)用高分子材料及其復(fù)合材料，采用 3D 打印技術(shù)制備 符合個(gè)性化、結(jié)構(gòu)/強(qiáng)度/降解特性可調(diào)節(jié)、多組分協(xié)同的骨修復(fù)植入材料，包括 生物陶瓷植入材料和生物陶瓷/高分子復(fù)合長(zhǎng)效藥物緩釋植入材料。生物陶瓷植入材料功能:骨缺損占位支撐;修復(fù)各種骨性空隙、空洞及缺損; 負(fù)重部位骨折、骨缺損修復(fù)(在固定器械和材料輔助下);植入器械表面修飾， 提升生物活性。

3D打印的種類目前有熔融沉積成型、立體光固化印刷、選區(qū)激光燒結(jié)以及選擇性粉體粘結(jié)等。其中，熔融沉積成型的設(shè)備已逐漸由桌面級(jí)發(fā)展為工業(yè)級(jí)，打印耗材（線材）的市場(chǎng)巨大，當(dāng)前線材市場(chǎng)呈現(xiàn)價(jià)格而非性能的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。Market Research Reports.biz報(bào)告稱，到2023年3D打印材料市場(chǎng)的容量將超過3D打印機(jī)市場(chǎng)，到2025年全球3D打印機(jī)市場(chǎng)銷售將到83億美元。BCC研究公司認(rèn)為，熱塑性塑料將成為發(fā)展最快的3D耗材，年增率將達(dá)20％。該公司預(yù)測(cè)，全球高級(jí)3D打印耗材市場(chǎng)到2019年的市值將達(dá)6.5億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)17.9%。熔融沉積成型所使用耗材優(yōu)點(diǎn)是材料利用率高、可選材料種類豐富、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而其缺點(diǎn)是材料缺乏功能性。 該課題組研發(fā)了一系列功能化3D打印耗材，進(jìn)行了3D打印生物可吸收顱骨材料開發(fā)與制作。

成果描述：3D打印設(shè)備和相關(guān)技術(shù)已應(yīng)用到與寧江機(jī)床、遠(yuǎn)景數(shù)控機(jī)床等企業(yè)合作項(xiàng)目的研究工作中，在儀器設(shè)備創(chuàng)新設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)建筑關(guān)鍵環(huán)節(jié)零件制造等方面起到良好的促進(jìn)作用。同時(shí)，應(yīng)用3D打印技術(shù)支持成都某石油鉆頭企業(yè)改進(jìn)了鉆頭模具制作工藝，使其產(chǎn)品成本下降，生產(chǎn)周期縮短至原來的1/2。完成了大型滾石風(fēng)動(dòng)模型的制作工作。與成都丙火創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)有限公司合作進(jìn)行家具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。在與川大智勝的合作中進(jìn)行人臉模型的數(shù)據(jù)處理與快速打印。目前正與我校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科相關(guān)單位合作，開展個(gè)性化人工關(guān)節(jié)、人體義肢制作等方面的3D打印服務(wù)技術(shù)的開發(fā)工作。市場(chǎng)前景分析：本研究所在2001年開始使用紫外光固化快速CPS-350成型機(jī)，展開了對(duì)快速成型技術(shù)的跟蹤研究。從2003年開始，在機(jī)制專業(yè)本科生中開設(shè)《快速原型技術(shù)》課程，展開了從逆向設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)處理、快速模具制造，到3D打印機(jī)的研發(fā)以及技術(shù)服務(wù)工作。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：基于3D打印的產(chǎn)品個(gè)性化定制服務(wù)模式與數(shù)字制造技術(shù)； 復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品3D模型的分層優(yōu)化和路徑規(guī)劃技術(shù)； 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下3D打印定制和再制造業(yè)務(wù)協(xié)同引擎與運(yùn)行平臺(tái)技術(shù)； 3D打印再制造服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)； 基于多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的3D打印原型樣機(jī)。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹   產(chǎn)品簡(jiǎn)介 利用PLA、ABS塑料，3D打印筆可以在任何表面“書寫”。無需電腦或電腦軟件支持，只要把它插上電，等一等就可以開始奇妙創(chuàng)作。它基于3D打印，擠出熱融的塑料，然后在空氣中迅速冷卻，最后固化成穩(wěn)定的狀態(tài)。賦予了無盡的創(chuàng)造力。只要幾個(gè)小時(shí)的練習(xí)，便能夠描畫出驚人的絢爛。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹金石三維的優(yōu)勢(shì)1、技術(shù)領(lǐng)先征對(duì)手板行業(yè)的特殊性，金石研發(fā)的3D打印設(shè)備的軟件具備一鍵加支撐及圖檔修復(fù)功能，真正解決了手板行業(yè)的痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了3D打印技術(shù)與手板領(lǐng)域的完美銜接。核心硬件采用德國(guó)ScanLab振鏡掃描器，保證了機(jī)器的高效和穩(wěn)定。2、服務(wù)更專業(yè)金石在手板領(lǐng)域有著二十多年的設(shè)計(jì)制作及生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，相比同行，金石更懂手板。金石在全國(guó)市場(chǎng)均有售后團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期駐守，隨時(shí)為客戶提供從機(jī)器的安裝、調(diào)試到維護(hù)的服務(wù)。相比同行的遠(yuǎn)程遙控指導(dǎo)，金石更加貼心務(wù)實(shí)。3、材料更優(yōu)越金石研發(fā)的3D打印材料處于國(guó)際領(lǐng)先水平，包含硬料、軟料、彩色料，具有耐高溫、高韌性、高強(qiáng)度、柔軟性、透明度等特點(diǎn)，滿足了不同手板的要求，從而實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的完美呈現(xiàn)。4、供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)金石三維具備有整個(gè)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)能力，能全方位提升產(chǎn)品和服務(wù)品質(zhì)。金石不僅僅是設(shè)備的生產(chǎn)商和銷售商，還是3D打印產(chǎn)業(yè)與技術(shù)服務(wù)的綜合解決方案提供方。金石的初心是讓3D打印科技與企業(yè)生產(chǎn)無縫銜接，為企業(yè)提高產(chǎn)能，節(jié)省成本，成就更多不可能。

“新舟3D工作室”是由天津科技大學(xué)王寧、天津職業(yè)大學(xué)徐子洲等在校生一起建立的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，主要從事3D打印相關(guān)產(chǎn)品的制作。該團(tuán)隊(duì)于2019年入駐天津科技大學(xué)眾創(chuàng)空間，經(jīng)過一年多的發(fā)展，已完成了校內(nèi)推廣3D打印項(xiàng)目，推出了定制手辦、小型裝飾品等產(chǎn)品，發(fā)展良好。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹 產(chǎn)品簡(jiǎn)介 3D打印機(jī)已涵蓋汽車、航天航空、日常消費(fèi)品、醫(yī)療、教育、建筑設(shè)計(jì)、玩具等領(lǐng)域，在傳統(tǒng)的制造業(yè)流程中，設(shè)計(jì)師的圖紙需要拆分成各元素后才能去開模，組裝。而當(dāng)設(shè)計(jì)師對(duì)模型做出調(diào)整后，相同的步驟又得重復(fù)一遍，循環(huán)往復(fù)，造成周期過長(zhǎng)。有了3D打印后，設(shè)計(jì)師的圖紙可以快速變成實(shí)物，在進(jìn)行開模，進(jìn)而規(guī)模化投入生產(chǎn)。3D打印技術(shù)的意義，更在于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)間成本的節(jié)約。 優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn) 1.產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)和專業(yè)級(jí)別可以滿足多樣化的打印需求。 2.以多種類型的3D打印機(jī)為媒介，組織各類創(chuàng)客競(jìng)賽和主題交流活動(dòng)，為學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力提供無限的發(fā)揮空間。 3.采用環(huán)保型的打印材料PLA材料，具有無毒、無味，耐菌等特點(diǎn)。

成果介紹3D打印混凝土技術(shù)是在3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于增材制造原理進(jìn)行分層打印混凝土建筑物的新技術(shù)，是一種基于數(shù)字模型的快速成型技術(shù)。與傳統(tǒng)的混凝土成型工藝相比其具有無模化、快速化、自動(dòng)化、靈活化的優(yōu)勢(shì)。本項(xiàng)目涉及高性能3D打印裝備、3D打印混凝土的材料、3D打印產(chǎn)品及其應(yīng)用。涵蓋從效果圖設(shè)計(jì)開始，到建筑圖設(shè)計(jì)、施工圖深化、建模、打印、養(yǎng)護(hù)、安裝、主體裝修等工序，可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、多樣化3D打印混凝土制品的設(shè)計(jì)、制備及工程推廣應(yīng)用。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及參數(shù)（1）適用于不同工程的3D打印混凝土材料配合比及打印工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)根據(jù)不同工程3D打印構(gòu)件實(shí)際需求，深度優(yōu)化原材料（外加劑、纖維等）配比，調(diào)節(jié)其凝結(jié)時(shí)間、黏度、流變特性等，并優(yōu)化打印速度、打印路徑等打印參數(shù)，使其可泵送性、可擠出性、可建造性等滿足打印需求，其力學(xué)強(qiáng)度、耐久性等滿足后期使用要求。（2）較大尺寸及復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑物的實(shí)現(xiàn)方式-裝配式。就目前3D打印技術(shù)而言，尤其是對(duì)于較大尺寸及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑物或構(gòu)件，其不僅僅對(duì)材料性能有較高要求，同時(shí)對(duì)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性等也提出了一定的要求。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，分割合理的打印單元模塊，設(shè)計(jì)合理的打印路徑及打印參數(shù)，并輔以配筋、構(gòu)造柱、圈梁、“卡扣”等，同時(shí)考慮構(gòu)件的起吊、運(yùn)輸、安裝，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。（3）3D打印混凝土的界面增強(qiáng)技術(shù)由于特殊的打印工藝，打印界面屬于受力的薄弱位置。通過界面增強(qiáng)技術(shù)，保證打印的接觸界面有足夠高的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，滿足結(jié)構(gòu)負(fù)荷的要求。（4）含粗骨料的3D打印混凝土的材料配比及工藝優(yōu)化技術(shù)3D打印工藝對(duì)骨料有較高的要求，通過原材料配比及打印工藝參數(shù)改進(jìn)，優(yōu)化粗骨料摻量、粒形、最大骨料粒徑、粒徑級(jí)配等，實(shí)現(xiàn)粗骨料混凝土連續(xù)、穩(wěn)定打印，提高打印成品的抗裂性能。（5）大型混凝土3D打印設(shè)備及核心器件的研發(fā)與制造大型混凝土3D打印設(shè)備具有整體剛度高、承載能力強(qiáng)、控制簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，響應(yīng)速度快、擠出速度可調(diào)，打印過程中可保持混凝土供應(yīng)的連續(xù)性和均勻性，可實(shí)現(xiàn)高精度打印控制。另外，3D打印輕骨料混凝土、3D打印泡沫混凝土、3D打印混凝土鋼筋連接技術(shù)等也取得一定成果。市場(chǎng)前景該項(xiàng)目創(chuàng)新技術(shù)已在建筑工程、市政工程、水利工程等領(lǐng)域得到了推廣應(yīng)用。另外，形式多樣的3D打印景觀小品藝術(shù)圍欄、景觀長(zhǎng)廊、花箱、樹池、濕地等也在多地推廣應(yīng)用。不僅有良好的實(shí)用性、公共性，同時(shí)在審美上給予人民群眾以愉悅、獨(dú)特的視覺體驗(yàn)。3D打印作為一種新的制造方式，在景觀提升方面蘊(yùn)含著較大的潛力與發(fā)展空間。應(yīng)用結(jié)果表明，建筑3D打印技術(shù)具有施工方便、縮短工期、節(jié)約勞動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)。此外，建筑3D打印技術(shù)可以使建筑結(jié)構(gòu)在造型設(shè)計(jì)方面更美觀新穎、在造價(jià)控制方面更低廉、在功能使用方面更靈活，具有廣闊的應(yīng)用推廣前景。