中国粉体网讯 羟基磷灰石(HA)是一类典型的生物活性陶瓷，与人体骨骼和牙齿的化学成分和结构相似，具有良好的生物活性、生物相容性和骨传导性。但是在临床应用过程中，HA 也显示了机械强度低、抗疲劳性差等缺点。
石墨烯（Graphene）是由单层碳原子组成的新型低维纳米材料。然而其在水溶液中容易聚集，它的衍生物氧化石墨烯（Graphene oxide， GO）由于碳原子两侧存在羟基、环氧基以及羧基等含氧基团，使得 GO 在水溶液中具有良好的分散性引起越来越多研究者的关注，近几年来在生物医学领域应用快速发展。
与传统的材料制作技术不同，3D 打印技术可以在计算机辅助下制备出具有复杂可控微形貌的生物材料。比如材料的孔径大小，孔隙率，连通率等都可以进行预先设计。
HA、石墨烯、3D打印，这三者相遇会碰撞出怎样的火花呢？
近日，山东大学第二医院口腔科来庆国教授团队在Materials & Design杂志发表题为“Additive manufacturing of graphene oxide/hydroxyapatite bioceramic scaffolds with reinforced osteoinductivity based on digital light processing technology”的研究成果。该研究提出仿生材料和结构设计的理念来构建满足再生修复要求的骨组织工程支架，选择与人体骨成分一致的羟基磷灰石（HA）做基质材料，但由于HA基陶瓷支架脆硬性大，骨诱导性不足，对于复杂多孔形状更是难以实现个性化定制，因此凭借氧化石墨烯（GO）来提高HA基支架的成骨诱导性和力学性能，首次研制出适合3D打印的光敏GO/HA陶瓷浆料，应用数字光成型技术（DLP）3D打印工艺成功构建出具有优异成骨活性、精准多孔形状的复合陶瓷骨修复支架。
3D打印GO/HA复合陶瓷支架流程图
研究成果显示，添加少量GO不仅可以较好保持预设孔的结构保证支架的成型精度，还能显著提高陶瓷的力学性能，含有0.4wt%GO的复合陶瓷的致密度，硬度和断裂韧性分别为92.7%，5.72 GPa和1.55 MPa•m1/2，高致密性和优异的机械性能为骨支架的应用奠定了坚实的基础；此外，生物实验结果表明，所有陶瓷支架没有任何生物毒性，相比纯HA，GO/HA复合陶瓷支架明显促进骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的粘附和增殖和更有效的骨矿化，具有显著增强的骨诱导性。综上，该研究成果为临床承重部位的大块骨缺损的再生修复治疗提供了一种兼备优异力学强度和生物活性的组织工程支架，该材料体系配方具有重要转化与应用价值。
3D打印GO/HA复合生物陶瓷支架用于大块骨缺损修复
信息来源：山大二院
（中国粉体网编辑整理/山川）
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