中国粉体网讯  骨缺损修复是现代医学的重大挑战，我国每年新增骨缺损病例约300万例，现存功能障碍患者超1500万人。传统修复方法依赖自体骨移植或金属假体，存在供骨有限、排异反应及力学不匹配等问题。

生物陶瓷因其优异的生物相容性和骨传导性成为理想材料，但其关键瓶颈在于宏微多级孔隙结构的可控制造。现有3D打印技术仅能实现宏观孔隙加工，微孔结构因形状、尺寸不可控而被视为缺陷，且传统低温直写技术存在力学性能差、孔隙定向难等问题。

基于此，西安工业大学“焕骨新生——生物陶瓷支架宏微孔一体化3D打印” 项目提出基于冰模板法的宏微尺度协同调控3D打印方法，通过冷冻干燥、低温铣削与凝胶挤出技术的融合，实现生物陶瓷支架宏孔（百微米级主通道）与微孔（微米级次级孔隙）的一体化可控制造，为骨组织再生提供兼具力学支撑与生物活性的理想载体。

“焕骨新生——生物陶瓷支架宏微孔一体化3D打印” 项目为第十五届“挑战杯”陕汽集团陕西省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖项目。团队成员成功申报国家发明专利4项（团队成员第一发明人3项）、发表论文4篇（团队成员第一作者2篇，SCI论文2篇），项目阶段性进程被《中国网-数智中国》等新闻媒体报道，同时教育部查新工作站显示：“国内外未见相同报道”。

项目聚焦于骨缺损修复难题，创新性地融合多种技术，在材料、工艺和设备等多方面取得突破，为高性能生物陶瓷支架的制造提供了全新解决方案。

1.陶瓷浆料高效冷冻初期微观冰晶结构调控机制

本研究以氧化铝陶瓷浆料为对象，深入探究高效冷冻初期微观冰晶调控机制。实现了百微米以下微观次级孔隙结构的有效调控，为高精度多孔陶瓷制造提供理论支撑与技术路径，完善了冷冻干燥理论体系，为生物陶瓷支架微观次级孔隙结构的可控制造奠定了基础。

2.多级冰模板冷冻法

通过结合梯度冷冻与接触式冷冻的协同作用，为骨缺损修复提供了兼具高力学性能与生物活性的定制化支架解决方案，实现了宏孔与微孔的一体化控形控性制造，为生物陶瓷支架的制造开辟了新途径。

3.低温凝胶挤出技术

通过材料体系优化、冷冻工艺参数设计及设备创新，制备具有大孔径、高联通性孔隙网络的生物陶瓷支架，提升力学性能，为制备高性能生物陶瓷支架提供了新的技术手段，解决了现有低温直写支架凹菱形孔隙结构承载能力差的问题。

“焕骨新生”项目通过多技术融合与创新，攻克了生物陶瓷支架宏微结构一体化制造的难题，在骨缺损修复领域具有显著优势和广阔的应用前景。

参考来源：西安工业大学微信端

（中国粉体网编辑整理/青黎）

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