［本站讯］近日，山东大学第二医院口腔科来庆国教授团队在Materials & Design杂志（影响因子9.417分，中科院一区）发表题为“Additive manufacturing of graphene oxide/hydroxyapatite bioceramic scaffolds with reinforced osteoinductivity based on digital light processing technology”的研究成果。硕士研究生赵红宇为论文第一作者，来庆国教授为本文独立通讯作者，山东大学第二医院为第一作者单位和唯一通讯作者单位。

3D打印GO/HA复合陶瓷支架流程图

来庆国教授课题组致力于3D打印设计与增材制造在口腔颌面外科的基础研究与临床应用。针对大块颌骨再生难题，课题组提出仿生材料和结构设计的理念来构建满足再生修复要求的骨组织工程支架，选择与人体骨成分一致的羟基磷灰石（HA）做基质材料。但由于HA基陶瓷支架脆硬性大，骨诱导性不足，对于复杂多孔形状更是难以实现个性化定制，因此凭借氧化石墨烯（GO）来提高HA基支架的成骨诱导性和力学性能，首次研制出适合3D打印的光敏GO/HA陶瓷浆料，应用数字光成型技术（DLP）3D打印工艺成功构建出具有优异成骨活性、精准多孔形状的复合陶瓷骨修复支架。

3D打印GO/HA复合生物陶瓷支架用于大块骨缺损修复

研究成果显示，添加少量GO不仅可以较好保持预设孔的结构保证支架的成型精度，还能显著提高陶瓷的力学性能，含有0.4wt%GO的复合陶瓷的致密度，硬度和断裂韧性分别为92.7%，5.72 GPa和1.55 MPa·m1/2，高致密性和优异的机械性能为骨支架的应用奠定了坚实的基础；此外，生物实验结果表明，所有陶瓷支架没有任何生物毒性，相比纯HA，GO/HA复合陶瓷支架明显促进骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的粘附和增殖和更有效的骨矿化，具有显著增强的骨诱导性。综上，该研究成果为临床承重部位的大块骨缺损的再生修复治疗提供了一种兼备优异力学强度和生物活性的组织工程支架，该材料体系配方具有重要转化与应用价值。

近年来，来庆国教授团队在3D打印骨修复重建与再生的基础和临床研究领域取得丰硕成果。自2020年以来，与山东大学机械工程学院邹斌课题组合作研发了可3D打印的光敏HA浆料，突破HA难塑形的弊端，创新性地设计了仿生丝瓜络的3D打印HA支架具有良好的成骨性能，研究结果发表于Top期刊Ceramic International(中科院二区，IF:5.532)；2021年，以研究生赵红宇为第一作者，来庆国教授为独立通讯作者的“Mechanical properties, microstructure, and bioactivity of β-Si3N4/HA composite ceramics for bone reconstruction”的研究文章发表于Top期刊Ceramic International (中科院二区，IF:5.532)；在临床研究领域，来庆国团队创新性提出以种植修复为导向的 3D打印钛假体及钛重建板与自体腓骨“组装”重建颌骨这一新技术，实现了颌骨结构与咬合功能全程数字化精准重建，相关研究成果发表于Bio-Design and Manufacturing(中科院二区IF:6.302)。此外，来庆国教授团队与上海交大医学院附属第九人民医院、山东大学机械学院以及山东建筑大学机电工程学院等开展广泛深入合作研究，相关成果发表于Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Material，Ceramic International，Journal of Craniofacial Surgery等多个杂志，体现了多学科交叉融合和临床应用价值。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111231