综述：3D和4D打印在牙科及骨科植入物中的新趋势：方法、应用与未来方向

这篇综述系统探讨了3D/4D打印（AM）技术在牙科和骨科植入物领域的最新进展，重点分析了生物相容性材料（如PLA、PCL）、智能响应材料（4D）及个性化定制技术的突破性应用，揭示了该技术如何通过提升植入物设计精度（如微孔结构）、动态适应性（如温度/pH响应）和临床疗效（如减少二次手术）推动医疗变革。

　　

生物相容性：3D打印植入物的核心挑战

生物相容性始终是3D打印植入物设计的核心考量。研究表明，聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等可降解聚合物与生物活性玻璃的组合能显著促进骨整合（Osseointegration），其微孔结构可模拟天然骨小梁，加速细胞迁移和血管生成。然而，金属植入物（如钛合金）仍需解决长期磨损导致的离子释放问题。

3D打印方法：从静态到动态的飞跃

传统粉末床熔融（PBF）和立体光刻（SLA）技术已实现复杂骨科植入物的高精度制造，例如仿生多孔钛合金椎间融合器。而新兴的熔融沉积建模（FDM）结合生物墨水（如GelMA-软骨细胞复合物）可直接打印活体组织支架，在兔模型中成功诱导新生软骨形成。

聚合物：牙科修复的变革者

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和光固化树脂通过3D打印制作的临时牙冠、正畸导板等，将传统数周的制作周期缩短至数小时。UV树脂的纳米级精度可复现牙釉质纹理，但长期耐磨性仍需优化。

临床应用的突破与局限

4D打印的镍钛合金（NiTi）脊柱矫形器能在体温触发下恢复预设曲度，减少术中调整。但智能材料的临床转化面临监管壁垒——例如pH响应性水凝胶药物缓释种植体的长期生物安全性数据不足。

4D打印：让植入物"活"起来

形状记忆聚合物（SMPs）和液晶弹性体（LCEs）构成的4D打印膝关节假体，可随应力变化调整刚度，有效缓解应力屏蔽效应。大鼠实验显示，此类植入物周围骨吸收率降低37%。

挑战与未来：跨学科攻坚

当前瓶颈包括：① 多材料打印的界面结合强度不足；② 4D刺激响应速率（如温度变化>0.5°C/min）难以匹配生理需求。未来需开发仿生矿化胶原（MC）复合墨水，并探索术中原位4D打印技术。

结论：个性化医疗的新范式

尽管存在材料学和监管挑战，3D/4D打印技术通过融合生物工程与计算建模（如机器学习驱动的拓扑优化），正推动植入物从"标准化"迈向"自适应"时代——未来十年或将实现按需降解的镁合金骨钉与自扩张牙槽骨支架的临床普及。