心血管支架、骨钉是临床医学中常用的传统医用材料，采用的主要材质是金属，生物相容性差，经常会发生排异反应。此外，基于个人不同的骨密度与骨折部位，不同的血管内径，常规批量生产的医用材料也难以满足所有人的个性化需求……由于这些原因，金属制心血管支架、骨钉的使用，不仅会给病人带来很大的生理负担，也给病患的家庭带来经济压力，难以满足临床需求。

那么能否研发一种新型材料，破除这两个医用材料难题，既能解决或减少排异反应，同时价格也更加经济便宜？为解决这一难题，浙江农林大学大三学生张思敏的研究团队，历经两年多的研究实验，最终将木质生物医用材料调控技术与3D打印技术相结合，探索出木制材料代替金属材料这一新路径，开发出木质材料3D打印的心血管支架、骨钉。经过多次调试，如今，张思敏团队的研究成果可满足批量化与个性化定制的需求。

自2020年进入浙江农林大学以来，张思敏一直在孙庆丰教授的指导下，在国家木质资源综合利用工程技术研究中心开展对木质材料的探索。针对心血管支架、骨钉等临床医学中常用的传统医用材料，不能满足现实需求的实际，她专门邀请木材科学与工程、数字媒体艺术、金融工程等专业的15名学生组建了一支以木材科学与工程专业为主导，跨学科的综合性团队共同进行攻关实验。

“我们的灵感来源于被称为‘九死还魂草’的神奇植物卷柏，其具备‘干旱时枯萎，雨季时复苏’的神奇特性。”张思敏介绍说，其团队通过对木质材料结构的分析应用，与3D打印技术相结合，根据其理化性能配置了独有的增材材料，模仿其特有的横桥结构，采用3D打印技术制备出具有形状记忆的心血管支架；通过对世界上最坚硬的木质材料铁桦木进行结构分析，模仿其分级多孔结构制作出硬度可达210MPa的高硬材料，并将其制作成骨钉。张思敏表示，“两个应用产品具备良好的生物、血液、组织相容性，在安装后，其排异性、细胞相容性均优于传统金属材料，不会产生排异反应。”

目前，张思敏团队研发的两个应用产品，已经委托该校动物医院与动物健康检测中心，在兔子和猪等身上进行动物实验。实验结果显示，打印出来的心血管支架、骨钉，在动物体内应用的效果完全能够达到预期，没有产生排异反应，具备极强的生物相容性和良好的机械性能，样品检测效果完全达到预期。此外，和传统的金属医用材料项目，木质材料打印出来支架或骨钉可以比市面上的便宜50％。

针对目前取得的初步成果，该研究团队成员唐尹说：“我们队伍正在探索医用材料的全新领域，通过对木质结构的研究和现代3D技术的结合，破除传统金属类医用材料排异性弊端，而且可以实现降低材料成本减轻患者的经济负担。我们团队在后续将以痛点问题为导向，不断改进、持续创新，我对我们项目的市场前景充满信心，相信它一定可以为现代医用材料领域变革注入全新动能。”

“全球生物材料市场已超过4500亿美元，年增长率15.8%。我国生物医用材料呈现快速增长趋势。我们通过木质材料去替代金属材料，增强其生物相容性和良好的机械性能，在兼具批量生产能力的同时可以针对使用者的情况进行定制，有很大的发展前景。目前，我们的研究成果已经申请了三个专利。接下来我们团队将着力进行项目难点突破，并与权威医疗器械企业合作，将木质材料打印出来的骨钉、心血管支架等实际产品投入临床测试。我对我们项目的产品应用和市场前景充满信心，相信它可以造福更多的病人。”张思敏说。

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