Аддитивное производство экологически устойчивых биоматериалов для биомедицинских применений

Биополимеры представляют собой перспективные экологически безопасные материалы, применимые в самых различных областях. Они особенно привлекательны для имплантируемых биомедицинских устройств благодаря своим уникальным свойствам, включая биоактивность, возобновляемость, биорезорбируемость, биосовместимость, биоразлагаемость и гидрофильность. Аддитивное производство (АП) — гибкая и сложная производственная технология, широко используемая для изготовления индивидуализированных изделий и конструкций на основе биополимеров для передовых систем здравоохранения. Трёхмерная (3D) печать этих устойчивых материалов применяется в различных клинических направлениях, включая изготовление раневых повязок, систем доставки лекарственных средств, медицинских имплантатов и тканевую инженерию. В настоящем обзоре освещены последние достижения в области различных типов биополимеров, таких как белки и полисахариды, используемых для разработки разнообразных биомедицинских изделий с применением технологий экструзионной печати, фотополимеризации в ванне, лазерной и струйной 3D-печати, а также традиционной биопечати и четырёхмерной (4D) биопечати. В обзоре также рассмотрено влияние наночастиц на биологические и механические характеристики тканевых каркасов, изготовленных методом 3D-печати. Кроме того, обсуждаются современные проблемы и перспективы развития экологически безопасных полимерных материалов, изготавливаемых с использованием технологий АП. В частности, необходимы более целенаправленные исследования оптимального смешивания этих биоразлагаемых биополимеров для получения эффективных результатов в конкретных биомедицинских областях. Мы предполагаем, что композиты на основе биополимеров, изготовленные методом 3D-печати, способны в ближайшем будущем преобразить биомедицинский сектор.