李花琼博士在《Acta Biomaterialia》上发表文献综述探讨有关4D打印和刺激响应材料在生物医学中的应用
2019-05-13 17:46:00
在过去的几十年中，以增材的制造方式出现在大众视野中的3D打印技术已经彻底改变了世界制造业的生产方式。但在生物医学应用领域，大部分3D打印生物医用材料基本上是静止和无生命的，它无法充分模拟人体内组织的动态变化，缺乏时间依赖的维度，所以由其打印得到的生物医用材料结构并不能达到非常好的预期效果。因此，为了充分解决人体组织的动态愈合和再生过程，4D打印作为一个重要的发展出现，其中“时间”被纳入传统的三维打印概念中，并作为第四维度。因此，增材制造正在从3D打印发展到4D打印，在这个过程当中刺激响应材料获得各界高度重视。为更好的讨论在4D打印中整合刺激响应材料的时间依赖性行为的重要作用，和了解各种刺激（物理、化学和生物信号等）与相关刺激响应材料之间的相互作用。近期，我所李花琼博士同新加坡Lay Poh Tan教授等人针对4D打印材料和刺激响应材料在生物医学中的相关应用表现进行总结归纳，其综述文章于《Acta Biomaterialia》（影响因子6.383）发表，论文题目为：4D Printing and Stimuli responsive Materials in Biomedical Applications；论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706119303204?via%3Dihub。
在这篇综述中，我们展示了4D打印在生物医学应用中的意义，其中“时间”已被纳入传统的三维打印的概念中，作为第四维度。因此，4D打印是在3D打印改进的基础上，使用刺激响应材料可以积极响应外部刺激，并可实现更复杂的“硬件”打印机。随着增材打印技术的成熟，加上材料科学的进步和对生物系统的更好理解，开启并促进了4D打印中刺激响应材料的探索。尤其是在生物医学应用中，4D打印可能有益于许多不同领域，如组织再生、医疗设备制造、药物输送和医疗诊断等。尽管面临诸多挑战，4D打印的前景仍然乐观。随着大数据和人工智能等互补技术的出现，会更快地实现更好的预测和仿真。这将大大有助于环境（刺激）和类似反应的可预测性，加之不同学科的密切合作，对于实现生物医学应用4D打印的潜力也至关重要。
