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成分和結構相似，具有良好的生物活性、生物相容性和骨傳導性。但是在臨床應用過程中，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注，近幾年來在生物醫(yī)學領域應用快速發(fā)展。
與傳統(tǒng)的材料制作技術不同，3D 打印技術可以在計算機輔助下制備出具有復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先設計。
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構設計的理念來構建滿足再生修復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）做基質材料，但由于HA基陶瓷支架脆硬性大，骨誘導性不足，對于復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基支架的成骨誘導性和力學性能，首次研制出適合3D打印的光敏GO/HA陶瓷漿料，應用數(shù)字光成型技術（DLP）3D打印工藝成功構建出具有優(yōu)異成骨活性、精準多孔形狀的復合陶瓷骨修復支架。
3D打印GO/HA復合陶瓷支架流程圖
研究成果顯示，添加少量GO不僅可以較好保持預設孔的結構保證支架的成型精度，還能顯著提高陶瓷的力學性能，含有0.4wt%GO的復合陶瓷的致密度，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用奠定了堅實的基礎；此外，生物實驗結果表明，所有陶瓷支架沒有任何生物毒性，相比純HA，GO/HA復合陶瓷支架明顯促進骨髓間充質干細胞（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治療提供了一種兼?zhèn)鋬?yōu)異力學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化與應用價值。
3D打印GO/HA復合生物陶瓷支架用于大塊骨缺損修復
信息來源：山大二院
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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