生物陶瓷种类 根据在生物体内的活性，可将生物陶瓷材料分为３种：生物吸收性陶瓷、生物活性陶瓷和生物惰性陶瓷。 生物吸收性陶瓷 生物吸收性陶瓷材料又称生物可降解性陶瓷材料，最早是由Driskell等人于1973年报道并提出的，此报道指出β-Ca3（PO4）2多孔陶瓷材料植入生物体后，可以被快速吸收，并发生骨置换。可吸收生物陶瓷材料在生物体内的作用是使缺损部位被新生的骨组织取代，而自身则被体液溶解吸收或被代谢系统排出体外，但其降解速度快，不利于诱导成骨。最常用的可吸收生物陶瓷材料主要有β-磷酸三钙及硫酸钙。

生物活性陶瓷

      生物活性陶瓷材料是一类能对机体组织进行修复、替代与再生，具有能使组织和材料之间形成键合作用的材料。“生物活性”概念最早是由美国的Hench教授提出的，它改变了人们传统所认为的“任何人造植入体在人体内都将引发异体反应并在界面形成非粘附性疤痕组织”的观点，从而开创了生物活性材料的研究新领域。在生物活性陶瓷材料中一般含有羟基，可以将其做成多孔性，诱发新生骨的生长，并与生物组织表面发生牢固键合，且能被生物组织长入。最具代表性的生物活性陶瓷材料包括生物活性玻璃、羟基磷灰石陶瓷。

生物惰性陶瓷

      生物惰性陶瓷材料是指在生物体内几乎不发生变化的陶瓷材料。它们一般生物相容性好，具有稳定的化学性能。生物惰性陶瓷材料具有不降解、耐腐蚀、耐磨损的优点，且有较高硬度和抗弯强度。目前作为医用陶瓷材料，主要用于人体骨骼、关节的修复与替换、人造牙根、中耳小骨和心脏瓣膜等。目前最常用的生物惰性陶瓷材料是氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷。近些年来，氮化硅陶瓷材料也因其优异的生物相容性和力学性能引起了广泛关注。

3D打印生物陶瓷

       传统的陶瓷加工时间长、成本高，而对于复杂的陶瓷，尤其是用于人体硬组织修复的生物陶瓷，如修复的牙齿、骨等，其几何形状复杂和内部孔径之间的相互贯通等，导致其加工难度较大，这就为材料的加工提出了巨大的挑战。

      3D打印技术的出现，为生物医用陶瓷材料的精加工提供了较好的技术手段。最早的陶瓷3D打印技术于20世纪90年代开发实现，它设计灵活，可打印结构高度复杂、精密的零部件，且可以同时一次性构建多个打印对象，显著的提高了生产效率。随着技术的不断发展和生物医用陶瓷的需求量增大，个性化的设计和加工也通过3D打印技术得以实现。利用医学的CT影像成形技术，通过反向3D建模，可实现患者的个性化需求，且因形态拟合程度高，可减少手术创伤。

3D打印生物陶瓷应用

口腔医学

       主要应用于口腔内牙齿或牙冠修复体、口腔内种植体及口腔内矫正体。运用3D打印生物陶瓷材料原位打印的口腔内模型，能够避免细菌感染，解决无法完全填充缺损区的问题，而且应用于齿类的支架，精度可以达到微米级。

组织再生

     3D打印生物陶瓷技术促进组织再生，途径分为两种：一是利用3D打印生物陶瓷支架收集宿主干细胞，在植入人体后，宿主干细胞分化变为成熟细胞，重新填充可降解支架，最终通过沉积形式产生新的细胞外基质；二是生物陶瓷支架上负载各种细胞因子和化学物质，通过释放来促进宿主细胞的增殖分化。目前，应用最广泛的组织再生工程包括：组织气管再生、神经组织修复、皮肤表皮组织修复、各器官组织修复等，展现出良好的临床表现。

骨修复

      3D打印生物陶瓷在骨骼修复方面的研究最为深入，取得的成果也最为显著。首先，3D打印的生物陶瓷具有良好的生物力学性能和生物相容性的优势，在骨修复、骨骼生长等多方面发挥巨大作用；其次，为骨科手术辅助材料进行3D打印，有利于通过打印模型观察骨骼形态结构及异常生长状况，为制定手术方案提供参考。

     药物缓释载体 3D打印的生物陶瓷材料作为植入体内的药物缓释载体，通过控制表面微观结构和材料属性，使载体以不同程度的降解速度实现持续高效给药，而且改变了传统口服缓释片剂无法直接对病源给药的问题。除此之外，3D打印的药物缓释载体在维持体内药物浓度平衡，避免全身用药导致的药物毒性方面起到关键作用。

市场展望

     生物陶瓷材料是材料工业发展中的新兴领域，目前由于应用范围不断扩大，受到了世界各国的重视。而结合3D打印技术，生物陶瓷的组织工程应用还将进一步拓展。 3D打印生物陶瓷材料在医学工程领域已经被广泛关注。目前，3D打印在多数骨缺损的临床应用中展现出良好的医疗效果，但在颌面修复、口腔病治疗、种植牙维护等领域的应用方面仍存在困难。而且针对支架与活细胞和生长因子或生物聚合物的集成打印，以及在制造过程中的纳米尺度控制仍需大量深入研究。希望未来通过多学科交叉应用，克服3D打印材料固有的力学缺陷，创造新型打印工艺，使3D打印生物陶瓷材料在口腔医疗、再生医学、骨骼医学、缓释载体方面发挥更大作用，产生更大的实际价值。