3D打印陶瓷植入物迈向临床应用

骨移植是全球最常见的外科手术之一，每年进行的此类手术超过两百万例。然而，目前的解决方案，无论是取自患者自身还是供体，仍然受到可用性、恢复时间和并发症风险的限制。坦佩雷大学的一项新研究里程碑指向了一个不同的未来。

Antonia Ressler

在该校博士后研究员Antonia Ressler的带领下，研究团队开发出了由羟基磷灰石（构成天然骨组织的矿物化合物）制成的3D打印陶瓷支架。利用陶瓷大桶光聚合技术，研究人员能够精确设计植入物的内部结构，包括约400微米的孔径和约45%的孔隙率——这一平衡被证明在机械强度和生物性能方面均达到了最优。

关键在于，这种植入物无需依赖药物或生长因子，就能支持人体自身的再生能力。Ressler明确指出了其应用前景：我们相信，在未来十年内，这类植入物有望用于常规的骨再生治疗。

3D打印支架，其化学成分和结构可模拟天然骨组织

多年来，用于骨修复的3D打印技术格局一直在持续构建，涉及多种技术和材料。早在2018年，我们就报道过西北大学的“超弹性骨”，这是一种利用挤出式增材制造技术、专为骨移植设计的合成替代材料。

2021年，研究人员将这一概念推向了更远，成功演示了在患者体内直接3D打印类骨材料。最近，滑铁卢大学探索了一种用于骨骼修复的生物聚合物纳米复合材料方法，而耶鲁大学则在2024年完成了其首例内部定制的3D打印外科手术案例。

坦佩雷大学这项研究的独特之处在于其对陶瓷增材制造的系统性方法，以及对表面特性作为细胞行为关键因素的关注。这项研究由“欧洲地平线”玛丽·斯克沃多夫斯卡-居里行动计划资助，同时也为正在进行中的GlassBoneS项目（专注于开发经济型支架）奠定了基础。