科创中国

本发明属于生物医用材料技术领域，公开了一种基于3D打印的骨诱导磷酸钙陶瓷及制备方法与应用。本发明基于3D打印的骨诱导磷酸钙陶瓷，包括若干个孔结构单元，孔结构单元为仿最密堆积晶格结构，孔结构单元由宏孔和开设于宏孔孔壁上的贯通孔构成，各宏孔占据晶格结构中各原子位置。本发明的制备方法包括，模型设计， 配制浆料，并利用3D打印机制备多孔陶瓷坯体，再经过脱脂烧结从而得到具有良好骨诱导性能的磷酸钙陶瓷。本发明的基于3D打印的骨诱导磷酸钙陶瓷，具有良好的骨诱导性，对提升3D打印磷酸钙陶瓷的骨修复性能，促进其在临床中的应用具有十分重要的意义。

本成果设计科学，方法简单。本成果创造性地以仿最密堆积晶格结构作为磷酸钙陶瓷孔结构单元，从而在不改变磷酸钙陶瓷化学成分的前提下，有效地提高磷酸钙陶瓷的骨诱导性能。与同样化学成分、同样孔隙率、但不同孔结构的磷酸钙陶瓷相比，本成果具有更好的骨诱导作用。本成果的磷酸钙陶瓷能通过调整宏孔、孔壁及贯通孔等参数，使材料具有良好的贯通性，有利于营养物质的传输，提高磷酸钙陶瓷的骨修复性能。另外，孔结构参数的调整，进而调控了材料的力学性能，从而能够满足骨修复中不同的应用场景。本成果的基于3D打印的骨诱导磷酸钙陶瓷具有良好的骨诱导能力，对材料骨修复性能的提升具有良好的促进作用，能够满足临床对材料骨修复性能的要求。对3D打印磷酸钙陶瓷在临床中的应用具有良好的促进作用，并产生较大的社会价值及经济价值。

骨诱导性是磷酸钙陶瓷的重要生物学性能，磷酸钙陶瓷的骨诱导性的高低直接决 定其骨修复效果的好坏。因此，在不改变磷酸钙陶瓷成分的同时，如何提高3D打印磷酸钙陶 瓷的骨诱导性能，从而提升其在骨缺损部位的骨修复效果是当前3D打印磷酸钙陶瓷亟需解决的技术问题。本发明解决的技术问题是：提供一种基于3D打印的骨诱导磷酸钙陶瓷模型，进而 改善3D打印多孔磷酸钙陶瓷的骨诱导性，从而解决3D打印磷酸钙陶瓷骨诱导性及骨修复效 果不足的问题。

本成果带头人张兴栋是材料科学与工程学家。四川省南充市人。1960年毕业于四川大学固体物理专业。中国工程院院士，四川大学教授，中国生物材料委员会主席。曾任国家生物医学材料工程技术研究中心主任，国际生物陶瓷学会主席。我国生物医学材料科学技术开拓者之一，开创了我国生物活性人工骨、牙研究，发现生物医学材料骨诱导作用并建立理论雏形，提出组织诱导生物材料新的研究方向，参与并组织了国家生物医学材料研究及产业化规划的制定，获1996年国家科技进步二等奖、2007年国家自然科学二等奖、4项部、省级一等奖。参与并组织了超硬材料立方氮化硼、高强度人造多晶金刚石，以及硬地层超深井钻头的研发。

本成果对于提高病患愈合水平、改善术后恢复效果具有重要意义。同时，该成果面对中国市场每年千万以上的需求，可形成年产数十亿左右的市场规模，在获得注册进入市场销售后，将带来十分巨大的经济和社会价值。

建议该项目成果优先在长三角、珠三角、京津地区转化，以技术入股（优先考虑）或技术转让的方式进行合作。成果转化方向包括封堵器保护装置等其他生物材料产品等。