供稿人：武向权，连芩 发布日期：2017-11-14
德国弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所的M. Ahlhelm等人将光固化陶瓷技术（Lithography-based Ceramic Manufacturing，LCM）与冷冻发泡（Freeze Foaming）技术相结合，制造出了外层为致密氧化锆，内层为多孔羟基磷灰石的复合陶瓷骨替代物。
骨替代物需要具有类似真实骨组织的力学和生物学性能，较难采用单一技术进行制造，利用多种技术，采取共制造（co-manufacturing）的方法可以为骨替代物制造开辟新路径。
首先利用光固化陶瓷技术制造氧化锆陶瓷素坯壳体，为了防止在冷冻发泡过程中出现的素坯裂纹，氧化锆壳体需要进行脱脂和预烧结（900℃），预烧结的壳体具有一定强度，可以保证在后续的工艺中不产生损坏。然后将水基羟基磷灰石浆料灌注进壳体内，在真空冷冻干燥机中进行冷冻发泡并干燥。最后进行脱脂和烧结处理（1450℃）。工艺路线如图1所示。
图1 （a）预烧结光固化制造氧化锆壳体（b）加入水基羟基磷灰石浆料原位冷冻发泡（c）共烧结处理
制造完成的复合陶瓷骨替代物内部具有连通的孔状结构，且氧化锆-羟基磷灰石界面结合较好，如图2。
图2 （a）共制造的复合陶瓷骨替代物（b）氧化锆-羟基磷灰石界面（c）氧化锆-羟基磷灰石界面
图3 复合骨替代物CT扫描重建
结合了增材制造方法，该技术具有非常广泛的适应性，方便地采用具有良好的生物相容性的材料来制造个性化的骨植入物，所制出的多孔结构具有连通性，具有良好的应用前景。