中國粉體網(wǎng)訊 羥基磷灰石(HA)是一類典型的生物活性陶瓷,，與人體骨骼和牙齒的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)相似,，具有良好的生物活性、生物相容性和骨傳導(dǎo)性,。但是在臨床應(yīng)用過程中,，HA 也顯示了機械強度低,、抗疲勞性差等缺點,。
石墨烯（Graphene）是由單層碳原子組成的新型低維納米材料,。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）由于碳原子兩側(cè)存在羥基,、環(huán)氧基以及羧基等含氧基團，使得 GO 在水溶液中具有良好的分散性引起越來越多研究者的關(guān)注,，近幾年來在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用快速發(fā)展,。
與傳統(tǒng)的材料制作技術(shù)不同，3D 打印技術(shù)可以在計算機輔助下制備出具有復(fù)雜可控微形貌的生物材料,。比如材料的孔徑大小,，孔隙率，連通率等都可以進行預(yù)先設(shè)計,。
HA,、石墨烯、3D打印,，這三者相遇會碰撞出怎樣的火花呢,？
近日，山東大學(xué)第二醫(yī)院口腔科來慶國教授團隊在Materials & Design雜志發(fā)表題為“Additive manufacturing of graphene oxide/hydroxyapatite bioceramic scaffolds with reinforced osteoinductivity based on digital light processing technology”的研究成果,。該研究提出仿生材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計的理念來構(gòu)建滿足再生修復(fù)要求的骨組織工程支架,，選擇與人體骨成分一致的羥基磷灰石（HA）做基質(zhì)材料，但由于HA基陶瓷支架脆硬性大,，骨誘導(dǎo)性不足,，對于復(fù)雜多孔形狀更是難以實現(xiàn)個性化定制，因此憑借氧化石墨烯（GO）來提高HA基支架的成骨誘導(dǎo)性和力學(xué)性能,，首次研制出適合3D打印的光敏GO/HA陶瓷漿料,，應(yīng)用數(shù)字光成型技術(shù)（DLP）3D打印工藝成功構(gòu)建出具有優(yōu)異成骨活性、精準多孔形狀的復(fù)合陶瓷骨修復(fù)支架,。
3D打印GO/HA復(fù)合陶瓷支架流程圖
研究成果顯示,，添加少量GO不僅可以較好保持預(yù)設(shè)孔的結(jié)構(gòu)保證支架的成型精度，還能顯著提高陶瓷的力學(xué)性能,，含有0.4wt%GO的復(fù)合陶瓷的致密度,，硬度和斷裂韌性分別為92.7%，5.72 GPa和1.55 MPa•m1/2,，高致密性和優(yōu)異的機械性能為骨支架的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ),；此外，生物實驗結(jié)果表明,，所有陶瓷支架沒有任何生物毒性,，相比純HA，GO/HA復(fù)合陶瓷支架明顯促進骨髓間充質(zhì)干細胞（rBMSCs）的粘附和增殖和更有效的骨礦化,，具有顯著增強的骨誘導(dǎo)性。綜上,，該研究成果為臨床承重部位的大塊骨缺損的再生修復(fù)治療提供了一種兼?zhèn)鋬?yōu)異力學(xué)強度和生物活性的組織工程支架,，該材料體系配方具有重要轉(zhuǎn)化與應(yīng)用價值,。
3D打印GO/HA復(fù)合生物陶瓷支架用于大塊骨缺損修復(fù)
信息來源：山大二院
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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