供稿人：武向權(quán)，連芩 發(fā)布日期：2017-11-14
德國弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)與系統(tǒng)研究所的M. Ahlhelm等人將光固化陶瓷技術(shù)（Lithography-based Ceramic Manufacturing，LCM）與冷凍發(fā)泡（Freeze Foaming）技術(shù)相結(jié)合，制造出了外層為致密氧化鋯，內(nèi)層為多孔羥基磷灰石的復(fù)合陶瓷骨替代物。
骨替代物需要具有類似真實(shí)骨組織的力學(xué)和生物學(xué)性能，較難采用單一技術(shù)進(jìn)行制造，利用多種技術(shù)，采取共制造（co-manufacturing）的方法可以為骨替代物制造開辟新路徑。
首先利用光固化陶瓷技術(shù)制造氧化鋯陶瓷素坯殼體，為了防止在冷凍發(fā)泡過程中出現(xiàn)的素坯裂紋，氧化鋯殼體需要進(jìn)行脫脂和預(yù)燒結(jié)（900℃），預(yù)燒結(jié)的殼體具有一定強(qiáng)度，可以保證在后續(xù)的工藝中不產(chǎn)生損壞。然后將水基羥基磷灰石漿料灌注進(jìn)殼體內(nèi)，在真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍發(fā)泡并干燥。最后進(jìn)行脫脂和燒結(jié)處理（1450℃）。工藝路線如圖1所示。
圖1 （a）預(yù)燒結(jié)光固化制造氧化鋯殼體（b）加入水基羥基磷灰石漿料原位冷凍發(fā)泡（c）共燒結(jié)處理
制造完成的復(fù)合陶瓷骨替代物內(nèi)部具有連通的孔狀結(jié)構(gòu)，且氧化鋯-羥基磷灰石界面結(jié)合較好，如圖2。
圖2 （a）共制造的復(fù)合陶瓷骨替代物（b）氧化鋯-羥基磷灰石界面（c）氧化鋯-羥基磷灰石界面
圖3 復(fù)合骨替代物CT掃描重建
結(jié)合了增材制造方法，該技術(shù)具有非常廣泛的適應(yīng)性，方便地采用具有良好的生物相容性的材料來制造個性化的骨植入物，所制出的多孔結(jié)構(gòu)具有連通性，具有良好的應(yīng)用前景。