中國粉體網(wǎng)訊 骨缺損修復(fù)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的重大挑戰(zhàn)，我國每年新增骨缺損病例約300萬例，現(xiàn)存功能障礙患者超1500萬人。傳統(tǒng)修復(fù)方法依賴自體骨移植或金屬假體，存在供骨有限、排異反應(yīng)及力學(xué)不匹配等問題。
生物陶瓷因其優(yōu)異的生物相容性和骨傳導(dǎo)性成為理想材料，但其關(guān)鍵瓶頸在于宏微多級孔隙結(jié)構(gòu)的可控制造。現(xiàn)有3D打印技術(shù)僅能實現(xiàn)宏觀孔隙加工，微孔結(jié)構(gòu)因形狀、尺寸不可控而被視為缺陷，且傳統(tǒng)低溫直寫技術(shù)存在力學(xué)性能差、孔隙定向難等問題。
基于此，西安工業(yè)大學(xué)“煥骨新生——生物陶瓷支架宏微孔一體化3D打印” 項目提出基于冰模板法的宏微尺度協(xié)同調(diào)控3D打印方法，通過冷凍干燥、低溫銑削與凝膠擠出技術(shù)的融合，實現(xiàn)生物陶瓷支架宏孔（百微米級主通道）與微孔（微米級次級孔隙）的一體化可控制造，為骨組織再生提供兼具力學(xué)支撐與生物活性的理想載體。
“煥骨新生——生物陶瓷支架宏微孔一體化3D打印” 項目為第十五屆“挑戰(zhàn)杯”陜汽集團(tuán)陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎項目。團(tuán)隊成員成功申報國家發(fā)明專利4項（團(tuán)隊成員第一發(fā)明人3項）、發(fā)表論文4篇（團(tuán)隊成員第一作者2篇，SCI論文2篇），項目階段性進(jìn)程被《中國網(wǎng)-數(shù)智中國》等新聞媒體報道，同時教育部查新工作站顯示：“國內(nèi)外未見相同報道”。
項目聚焦于骨缺損修復(fù)難題，創(chuàng)新性地融合多種技術(shù)，在材料、工藝和設(shè)備等多方面取得突破，為高性能生物陶瓷支架的制造提供了全新解決方案。
1.陶瓷漿料高效冷凍初期微觀冰晶結(jié)構(gòu)調(diào)控機制
本研究以氧化鋁陶瓷漿料為對象，深入探究高效冷凍初期微觀冰晶調(diào)控機制。實現(xiàn)了百微米以下微觀次級孔隙結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控，為高精度多孔陶瓷制造提供理論支撐與技術(shù)路徑，完善了冷凍干燥理論體系，為生物陶瓷支架微觀次級孔隙結(jié)構(gòu)的可控制造奠定了基礎(chǔ)。
2.多級冰模板冷凍法
通過結(jié)合梯度冷凍與接觸式冷凍的協(xié)同作用，為骨缺損修復(fù)提供了兼具高力學(xué)性能與生物活性的定制化支架解決方案，實現(xiàn)了宏孔與微孔的一體化控形控性制造，為生物陶瓷支架的制造開辟了新途徑。
3.低溫凝膠擠出技術(shù)
通過材料體系優(yōu)化、冷凍工藝參數(shù)設(shè)計及設(shè)備創(chuàng)新，制備具有大孔徑、高聯(lián)通性孔隙網(wǎng)絡(luò)的生物陶瓷支架，提升力學(xué)性能，為制備高性能生物陶瓷支架提供了新的技術(shù)手段，解決了現(xiàn)有低溫直寫支架凹菱形孔隙結(jié)構(gòu)承載能力差的問題。
“煥骨新生”項目通過多技術(shù)融合與創(chuàng)新，攻克了生物陶瓷支架宏微結(jié)構(gòu)一體化制造的難題，在骨缺損修復(fù)領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。
參考來源：西安工業(yè)大學(xué)微信端
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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