唐栩钦 谢思明^*

暨南大学口腔医学院

摘要(Abstract)：

骨缺损是临床常见疾病，全球每年超过400万例手术需借助骨移植材料治疗。自体移植存在供骨来源有限的问题，异体移植则面临免疫排斥风险，因此研发优质人工骨修复材料成为研究热点。3D打印技术的快速发展为骨缺损修复提供了新的解决方案。本综述系统介绍了3D打印生物活性陶瓷支架在骨缺损修复中的研究进展，首先阐述了骨修复材料的分类及其特点，包括医用金属、高分子及无机非金属材料；随后重点介绍了选择性激光烧结、立体光固化成型及直写式3D打印三种主要技术及其在生物陶瓷支架制备中的应用；最后从结构改进、表面改性与原子掺杂三个维度总结了3D打印生物活性陶瓷支架的优化策略。研究表明，通过调控孔径可优化支架的血管长入与骨修复效果，表面改性可赋予支架抗菌与力学增强功能，而锶、镁、硅、铜等元素的掺杂则能显著提升支架的成骨活性与促成血管能力。3D打印生物活性陶瓷支架兼具个性化设计与精准调控的优势，在骨缺损修复领域展现出广阔的应用前景，未来有望向精准化、多功能化及智能化方向发展。

关键词(KeyWords)：

3D打印；生物陶瓷；骨组织工程；骨缺损修复；支架

参考文献(References)：

［1］Agarwal R ，García， Andrés J.Biomaterial strategies for engineering implants for enhanced osseointegration and bone repair ［J］.Advanced Drug Delivery Reviews， 2015:53-62. 

［2］Asri R ，Harun W ，Samykano M ， et al.Corrosion and surface modification on biocompatible metals: A review［J］.Materials Science & Engineering C，2017，771261-1274. ［3］Zhao X ，Guo B ，Wu H ， et al.Injectable antibacterial conductive nanocomposite cryogels with rapid shape recovery for noncompressible hemorrhage and wound healing ［ J ］ .Nature Communications，2018，9（1）:1-17. 

［4］D. A G ，Satish R ，S. H K ， et al.Chitosan scaffolds: Expanding horizons in biomedical applications ［J］.Carbohydrate Polymers，2024，323121394-121394. 

［5］Abbasian M ， Massoumi B ， Mohammad-Rezaei R ，et al.Scaffolding polymeric biomaterials: Are naturally occurring biological macromolecules more appropriate for tissue engineering? ［J］.International Journal of Biological Macromolecules，2019，134. ［6］Zhen P ，Jiandong D .Poly（lactide-co-glycolide）porous scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine. ［J］.Interface focus，2012，2（3）:366-77. 

［7］Ribas G R ，Schatkoski M V ，Montanheiro A D L T ，et al.Current advances in bone tissue engineering concerning ceramic and bioglass scaffolds: A review［J］.Ceramics International，2019， 45（17）:21051-21061. 

［8］I. T L ，J.J.J.P. B D V ，J.A. J .Calcium phosphate cements: Optimization toward biodegradability［J］.Acta Biomaterialia，2020， 119（prepublish）:6985-. 

［9］HULBERT S F， YOUNG F A， MATHEWS R S， et al. Potential of ceramic materials as permanently implantable skeletal prostheses［J］. Journal of Biomedical Materials Research， 1970， 4（3）: 433-456. 

［10］Gao C ，Liu T ，Shuai C ，et al.Enhancement mechanisms of graphene in nano-58S bioactive glass scaffold: mechanical and biological performance［J］.Scientific Reports， 2014， 4. 

［11］XiaoHui S ，Wei L ，PingHui S ， et al.Selective laser sintering of aliphatic-polycarbonate/hydroxyapatite composite scaffolds for medical applications［J］.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2015，81（1-4）:15-25. 

［12］Feng P ，Wu P ，Gao C ，et al.A Multimaterial Scaffold With Tunable Properties: Toward Bone Tissue Repair［J］.Advanced Science， 2018:1700817. 

［13］Cao，YingShi，TianshuJiao，ChenLiang，HuixinChen， R Ch u a on yu gj T ia ian n g， Sh Z e on ngj， unZou， L A in d c ah .F a a ob Y ra icn a g t， ionYouw a en n d Wep i， roZ p h ere tn ieW s ang o， f zp ir ro c c o en s isa i /n h g y ［ drJo］ xy .C ap E aR ti A teMIcC oSmp IN osT i E teRN scA aT ff IoO ld NA b L as， ed 20 o2 n 0， dig 4 it 6 a（ l l 2 i ） ght . 

［14］Shao H ， He J ， Lin T ， et al.3D gel-printing of hydroxyapatite scaffold for bone tissue engineering［J］.Ceramics International，2018，45（1）:1163-1170. 

［15］Bai F ，Zhang J ，Wang Z ， et al.The effect of pore size on tissue ingrowth and neovascularization in porous bioceramics of controlled architecture in vivo.［J］.Biomedical materials （Bristol， England），2011，6（1）:015007. 

［16］Guoyuan L ，Lei W ，Wei P ， et al.In vitro and in vivo study of additive manufactured porous Ti6Al4V scaffolds for repairing bone defects.［J］.Scientific reports，2016，6（1）:34072. 

［17］Zhang Y ，Zhai D ，Xu M ，et al.3D-printed bioceramic scaffolds with antibacterial and osteogenic activity ［J］.Biofabrication，2017，9（2）:025037. 

［ 18 ］ Sharifi S ， Shafieyan Y ， Mirzadeh H ， Bagheri-Khoulenjani S，Rabiee SM，Imani M，Atai M，Shokrgozar MA ， Hatampoor A. Hydroxyapatite scaffolds infiltrated with thermally crosslinked polycaprolactone fumarate and polycaprolactone itaconate.［J］. Biomed Mater Res A. 2011 Aug;98 （2）:257-67. 

［19］Luo Y ， Chen S ， Shi Y ， et al.3D printing of strontium-doped hydroxyapatite based composite scaffolds for repairing critical-sized rabbit calvarial defects ［J］.Biomedical Materials，2018，13（6）:065004. 

［ 20 ］ Susmita Bose ， Solaiman Tarafder ， Amit Bandyopadhyay.Effect of Chemistry on Osteogenesis and Angiogenesis Towards Bone Tissue Engineering Using 3D Printed Scaffolds ［ J ］ .Annals of Biomedical Engineering ， 2017:45 （1）:261-272. 

［21］AI F，CHEN L，YAN J，et al. Hydroxyapatite scaffolds containing copper for bone tissue engineering ［J］. J Solgel Sci Technol， 2020， 95（1）: 168–179.