 生物陶瓷材料用于修复人体硬组织历史悠久，从生物惰性材料发展到既具有生物活性又可降解的生物材料（如磷酸盐和硅酸盐生物陶瓷、硅基生物玻璃等），其生理功能要求不再是简单的组织填充替代物，而是能诱导组织再生、调节细胞生长和功能分化的组织工程材料。而生物陶瓷在人体上的应用并不是一开始就那么顺利的。  大约在20年前，Bob Pilliar教授开始寻找合成骨的替代材料。一度，塑料、金属和陶瓷都曾经被认为是可用于关节置换的最新和最好的材料，但是它们对患者的疼痛缓解和活动能力的恢复是有前提的，那就是这些材料不能持久。如今，通过与另外两位研究者携手，已经成为多伦多大学牙医学院、生物材料与生物医学工程学院名誉教授的Pilliar找到了可以用来制造未来植入物的天然成分。要取代人造的膝关节和髋关节，他的部件必须是生物降解、持久和针对患者的特点量身定做的。 最终，研究人员们找到了一种以磷酸钙形式存在的有效配方。这种粉末是由与人类骨骼中同样的矿物成分组成的，它是一种可降解生物材料。Bob Pilliar教授由此被称为加拿大生物陶瓷之父。 制造是由Waterloo大学的Mihaela Vlasea完成的，制造生物陶瓷植入物的机器人系统是一个二门冰箱的尺寸。利用紫外光将磷酸钙粉末固化，Vlasea能够制造非常精确的管和腔内植入物。 像一个蚁丘，微小的孔可以实现养分运输的内部网络管道。一旦植入，人的自然骨细胞将扩散进来并逐渐形成自然骨骼结构。 并且还可以设计内部排列毛孔的结构，可以使种植体内部的天然骨以不同的速度生长，同样的设计原理还可以运用到燃料电池和牙科植入物的设计中。 随着时间的推移，3D打印的聚磷酸钙被逐渐吸收在人体内，病人自身的组织和细胞代替了植入物的位置，并且保留了人工植入物的形状。 当然，研究人员的努力不局限于小块的骨植入物，他们在尝试打印更大的植入物，一旦成功了将为患者带来极大的福音。 参考文献： 3DSCIENCEVALLEY. 更好的骨头——彻底改变关节置换 中科院上海硅盐酸所. 上海硅酸盐所研制出多功能黑色生物活性陶瓷材料 3D科学谷. 医疗植入物的市场需求赋予陶瓷3D打印颠覆潜力 |
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