中國粉體網訊  骨缺損修復是現代醫學的重大挑戰，我國每年新增骨缺損病例約300萬例，現存功能障礙患者超1500萬人。傳統修復方法依賴自體骨移植或金屬假體，存在供骨有限、排異反應及力學不匹配等問題。

生物陶瓷因其優異的生物相容性和骨傳導性成為理想材料，但其關鍵瓶頸在于宏微多級孔隙結構的可控制造。現有3D打印技術僅能實現宏觀孔隙加工，微孔結構因形狀、尺寸不可控而被視為缺陷，且傳統低溫直寫技術存在力學性能差、孔隙定向難等問題。

基于此，西安工業大學“煥骨新生——生物陶瓷支架宏微孔一體化3D打印” 項目提出基于冰模板法的宏微尺度協同調控3D打印方法，通過冷凍干燥、低溫銑削與凝膠擠出技術的融合，實現生物陶瓷支架宏孔（百微米級主通道）與微孔（微米級次級孔隙）的一體化可控制造，為骨組織再生提供兼具力學支撐與生物活性的理想載體。

“煥骨新生——生物陶瓷支架宏微孔一體化3D打印” 項目為第十五屆“挑戰杯”陜汽集團陜西省大學生課外學術科技作品競賽特等獎項目。團隊成員成功申報國家發明專利4項（團隊成員第一發明人3項）、發表論文4篇（團隊成員第一作者2篇，SCI論文2篇），項目階段性進程被《中國網-數智中國》等新聞媒體報道，同時教育部查新工作站顯示：“國內外未見相同報道”。

項目聚焦于骨缺損修復難題，創新性地融合多種技術，在材料、工藝和設備等多方面取得突破，為高性能生物陶瓷支架的制造提供了全新解決方案。

1.陶瓷漿料高效冷凍初期微觀冰晶結構調控機制

本研究以氧化鋁陶瓷漿料為對象，深入探究高效冷凍初期微觀冰晶調控機制。實現了百微米以下微觀次級孔隙結構的有效調控，為高精度多孔陶瓷制造提供理論支撐與技術路徑，完善了冷凍干燥理論體系，為生物陶瓷支架微觀次級孔隙結構的可控制造奠定了基礎。

2.多級冰模板冷凍法

通過結合梯度冷凍與接觸式冷凍的協同作用，為骨缺損修復提供了兼具高力學性能與生物活性的定制化支架解決方案，實現了宏孔與微孔的一體化控形控性制造，為生物陶瓷支架的制造開辟了新途徑。

3.低溫凝膠擠出技術

通過材料體系優化、冷凍工藝參數設計及設備創新，制備具有大孔徑、高聯通性孔隙網絡的生物陶瓷支架，提升力學性能，為制備高性能生物陶瓷支架提供了新的技術手段，解決了現有低溫直寫支架凹菱形孔隙結構承載能力差的問題。

“煥骨新生”項目通過多技術融合與創新，攻克了生物陶瓷支架宏微結構一體化制造的難題，在骨缺損修復領域具有顯著優勢和廣闊的應用前景。

參考來源：西安工業大學微信端

（中國粉體網編輯整理/青黎）

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