图1. 不同孔隙结构的 BCP 陶瓷成骨活性示意图。
当前3D打印技术在生物陶瓷的制备中得到了大量的研究，然而3D 打印的磷酸钙（CaP）陶瓷在骨诱导性方面与传统发泡法制备的陶瓷存在显著差距。因此，增强3D 打印 CaP 陶瓷的骨诱导性对于其在骨再生领域的成功应用具有决定性意义。宏孔几何结构或表面曲率对磷酸钙陶瓷的骨诱导性起着关键作用。四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心张兴栋院士、朱向东研究员、李向锋副研究员团队利用DLP 3D打印技术通过对宏孔几何的精准调控，成功制备了具有不同曲率的CaP多孔陶瓷，并系统地评估了不同孔隙结构对 CaP 陶瓷理化和生物学性能的影响。其中以六方密堆（HCP）晶格结构为单元体，具有球形、凹孔结构的 CaP 陶瓷的抗压强度最高，渗透性最低。此外，HCP 组能促进 MC3T3-E1 的粘附、增殖和成骨分化。在比格犬肌内植入实验中，HCP 组表现出优异的新生血管形成和骨诱导能力。股骨髁缺损修复进一步证明了HCP 组令人满意的骨修复能力。这一研究表明，构建具有六方密堆结构、球形和凹面的孔隙结构是提高3D 打印 CaP陶瓷的机械性能、骨诱导性和骨再生能力的有效途径，在临床应用中可作为骨缺损个性化精确治疗的候选材料。
图2. 比格犬肌内植入多孔BCP陶瓷6周(a)和10周(b)后的H&E染色(M为材料，B为新骨)，(c)由μ-CT重建的3D可视化图像(红色：新骨，白色：材料)，(d)骨发生率，(e)新骨面积以及(f)植入后的BV/TV百分比变化。
李向锋，副研究员，四川大学双百人才，2018年入选全国博士后创新人才计划，全国创新创业优秀博士后，四川省苗子工程（重点项目），四川省青年科技创新研究团队成员。主持“十四五”国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金（面上/青年）和四川省重大科技专项等项目10余项。以第一/通讯作者在Adv. Func. Mater.、Bioact.Mater.、ACS Appl. Mater. Inter.、J. Mater. Sci. Technol.、Nano. Res.等高水平期刊杂志发表SCI论文30余篇，参编2篇专著章节撰写，担任《International Journal of Smart and Nano Materials》等多个SCI期刊青年编委。申请国家发明专利20余项，PCT专利1项，授权10余项，转化1项。担任中心中试生产基地研发骨干，推动多项核心技术中试转化和产品注册检验，参与两项Ⅲ类医疗器械产品注册证的申报。作为主要起草人制定国家标准1项，行业标准1项，团体标准2项。多次指导学生在“挑战杯”和“互联网+”等大赛中荣获国家级金奖，荣获四川省和全国“互联网+大学生创新创业大赛优秀指导教师”等。
本工作受到国家重点研发计划(No. 2021YFB3802105)，国家自然科学基金(No. 52172284，No.52372269)，四川省科技项目(No. 2022ZDZX0029), 四川大学“从0到1”创新研究项目(No. 2022SCUH0044)以及四川大学Med-X材料中心创新计划(MCM202301)支持。
