纯无机自我愈合的合体水凝的合理设计,使生物玻璃基骨替代品的"绿色"3D打印成为可能
Zhenzhen Dou1,2, Dize Li3, Kaiwen Chen1,2
1MOE Key Laboratory of Bio-Intelligent Manufacturing, Dalian Key Laboratory of Artificial Organ and Regenerative Medicine, School of Bioengineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China.
ACS nano
|September 3, 2025
概括
我们开发了新型无机自我修复的合体凝, 这种绿色策略使坚固的陶和玻璃结构能够在低温下烧结,从而保持骨再生的生物活性.
科学领域:
- 材料科学
- 生物材料工程
- 体科学
背景情况:
- 传统的陶/玻璃3D打印使用有机添加剂和高温烧结,导致成本高,加工时间长,以及潜在的细胞毒性.
- 这些常规方法可能会对最终无机成分的生物活性和功能产生负面影响,从而限制其生物医学应用.
研究的目的:
- 开发纯无机自我修复的合体凝,用于无添加剂的3D打印.
- 为了使坚固,生物活性无机结构的低温烧结 (LTS) 可能.
- 为生物医学应用提供成本高效和环保的制造策略.
主要方法:
- 纯无机体凝的配方使用静电吸引力基硬纳米球.
- 交叉尺度分析将体组合理论与实验性表征相结合,以了解结构和机械性能.
- 展示3D打印,形状忠实性,可重加工性和在700°C下进行LTS处理.
主要成果:
- 开发强大的 (最大压缩模量约为2.3MPa) 自愈无机合体凝.
- 无添加剂的成功3D打印具有出色的打印性,形状忠实性和再加工性.
- 通过LTS制造基于生物玻璃的生物活性骨替代品,在体内显示改善骨质生成和骨质完整性.
结论:
- 自愈合体凝的合理设计为无添加剂的3D打印提供了高性能可打印墨水.
- 这些无机凝的低温烧结为制造功能性3D结构提供了一种绿色,经济高效的策略.
- 这种方法有助于定制制造具有增强生物活性和骨质整合性的生物医疗器械,例如骨替代品.
