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  自21世紀初利用立體光刻制備首例可降解三維結構以來，光聚合3D打印技術在個性化醫療器械及植入物制造領域顯示出了巨大潛力。盡管能夠提供高分辨率和優異的表面質量，這種方法對于實現可降解材料的3D打印仍有較多限制。其中非常關鍵的原因是其對于打印樹脂的粘度具有較低的適用范圍，一般低于10 Pa.S。然而想要獲得較高的力學強度和柔韌性以及較理想的降解速率，所使用的可降解聚合物需要具有較高的分子量，從而往往顯示出超出可打印范圍的高粘度。最近幾年，一些新興的光聚合3D打印技術開始出現，如熱輔數字光處理和容積打印。這些技術提高了光聚合樹脂的粘度使用范圍，為可降解材料的3D打印帶來了新的希望，利用以前普通光聚合無法打印的材料制備復雜結構開始成為了可能。

  近日，蘇黎世聯邦理工學院藥學系鮑寅寅研究員與Jean-Christophe Leroux教授就這一主題進行了有針對性的調查與梳理，在《Advanced Functional Materials》雜志上發表了利用新興光聚合技術打印可降解醫療器械的展望文章。不同于其他較為全面的綜述類文章，作者聚焦于分析可降解高分子3D打印醫療植入物和器械的關鍵性制約因素（圖1），以及探索熱輔數字光處理和容積打印等技術帶來的機遇，最后展望了利用材料設計與技術進步相結合下的未來研究方向。

圖1. 高分辨率光聚合3D打印所需低粘度樹脂與高強度和韌性以及適宜可降解性能所需高粘度樹脂的矛盾

  熱輔數字光處理可以將樹脂的可打印粘度相較于普通3D打印方法提高一個數量級，因此開始逐漸引起研究者的注意。2016年以色列希伯來大學Magdassi和Cohn課題組首次利用該技術實現分子量10000 g.mol^-1的常溫固態熱塑性聚己內酯的3D打印，并實現了一系列形狀記憶器件的制備（圖2）。此后，荷蘭馬斯特里赫特大學Baker課題組和蘇黎世聯邦理工Leroux課題組分別利用該技術打印一系列可降解彈性體，真正讓具有高分辨率和優秀力學性能的生物可降解植入物和醫療器械的快速定制成為可能，向3D打印在個性化醫療的實際應用邁出重要一步。就在最近，Cohn課題組進一步發展了光聚合3D打印的柔性材料，而Leroux課題組實現零溶劑彈性體的增材制造，可見熱輔數字光處理在可降解生物材料的打印方面將起到舉足輕重的作用。

圖2. 利用熱輔數字光處理實現高分子量可降解聚合物3D打印的典型案例

  值得一提的是，容積打印包括斷層掃描打印與雙色線性打印，由于其獨特的光聚合原理，原則上完全不受高粘度樹脂的制約，但是直到今天還沒有利用這些技術打印可降解聚合物的報道。這一前所未有的3D打印方法也許會為未來可降解器械的增材制造帶來意想不到的優勢。當然，其對于樹脂透明度的要求明顯高于普通光聚合逐層打印技術，這是另外需要考慮的問題（表1）。

表1. 不同光聚合3D打印方法的參數對比

  總之，作者指出相較于普通光聚合3D打印，雖然熱輔數字光處理和容積打印各具優勢，但仍未能完全解決現存的問題，局限性如粘度或透明度仍然存在。新型材料的開發和打印技術的進步將進一步推動個性化醫療器械和可降解植入物的發展，這些將有待于各種不同背景的專業人士共同努力。本文（Adv. Funct. Mater.2022, 2109864）鮑寅寅研究員為第一作者及通訊作者，Jean-Christophe Leroux教授為共同通訊作者，博士生Nevena Paunovi?為共同作者。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202109864