【項目介紹】可發育生物陶瓷骨支架三維精準列印工藝及裝備

　　可發育生物陶瓷骨支架的3D列印倣生骨骼技術為臨床骨科診療帶來了革命性變革。該技術克服了金屬3D列印植入物不可生長髮育、無法參與新陳代謝、機械性能永久恒定等諸多缺陷，避免了二次手術給病患帶來的痛苦。項目針對生物陶瓷骨支架建模、粘結工藝、細胞定點列印等技術的研究，通過精準控制粘結劑、細胞等生物材料的協同噴灑和鋪放，實現了骨支架微-宏拓撲結構、力學梯度、功能梯度的個性化製備。所製備的骨支架具備參與人體新陳代謝、自動降解以及引導骨組織細胞重組發育等特性。

　　項目主要成果如下：

　　1）微/宏結構的個性化倣生設計技術。發明瞭可發育生物陶瓷倣生骨支架模型的構建方法，豐富了骨骼微孔結構設計數據，有效支撐人工骨支架結構建模，解決了傳統方法中微觀孔結構不可控的缺陷，實現了骨支架模型個體差異性的個性化設計，確保了可發育生物陶瓷骨支架3D精準列印模型數據的準確性。

　　2）可發育生物陶瓷骨支架的粘結技術及設備。發明瞭可發育生物陶瓷骨支架的三維精準列印方法及設備，提出了基於生物陶瓷粉體材料常溫粘結工藝的骨支架三維精準列印技術，攻克了生物陶瓷粉末材料的粘結工藝難題，實現了結構/功能一體化可發育生物陶瓷骨支架的製造。

　　3）可發育生物陶瓷骨支架細胞的定向貼壁生長技術及設備。發明瞭細胞、蛋白等生物材料的定點按需列印技術及設備，攻克了細胞、蛋白等生物材料的定點定量列印技術，實現了可發育生物陶瓷骨支架表面及內部微細孔道結構中細胞的均勻定向貼壁生長，縮短50-70%植入骨支架體外培養時間。

　　4）多場耦合多孔材料滲透率測量技術及設備。發明瞭多孔骨支架多場耦合滲透率測量技術及設備，克服了多因素複雜環境下多孔材料滲透率測量不精確的缺陷，實現了耦合場下多孔骨支架滲透率的精準測量。

　　項目結合可降解生物陶瓷材料與生物增材製造技術，突破了生物陶瓷的常溫粘結工藝，帶動了可發育生物陶瓷骨支架三維精列印工藝及裝備的研發。獲得授權發明專利16項，軟著8項，所製備的可發育生物陶瓷術前診斷模型己成熟應用於第四軍醫大學西京醫院、北京大學第三醫院、積水潭醫院等醫療機構，顯著減少了醫生對臨床經驗的過度依賴，減少了麻醉藥的用量和手術失血，提髙了手術的成功率。此外，生物陶瓷骨支架的常溫製造工藝奠定了植入式活性骨支架的工藝基礎。（來源：陝西省科學技術協會）