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2026
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打印案例丨生物陶瓷3D打印：羟基磷灰石与磷酸钙多孔样件
作者：
生物陶瓷是骨修复与口腔修复领域的主流材料，其中羟基磷灰石与磷酸钙体系的应用最为广泛。这两类材料硬度高、脆性大，当结构需要做成贯通多孔或复杂曲面时，传统成形方式难以兼顾外形与内部结构。以下是几组生物陶瓷样件，外形与内部结构均由三维模型定义，经陶瓷光固化3D打印（DLP）一次成形。
一、羟基磷灰石
羟基磷灰石是脊椎动物骨骼与牙齿无机质的主要成分，化学组成与骨矿物相接近，生物相容性好，植入后可与骨组织形成结合；不足在于强度与韧性有限、脆性大。
1. 人工骨多孔支架
这组样件为圆柱形多孔支架，柱体内为规则排布的多孔结构，以批量方式成形。
人工骨多孔支架样件批量成形
单件样件与局部放大：孔结构形态
2. 多孔块、环形件与圆片
除支架类样件外，还成形了多孔块、台阶圆片、环形件与圆片等形态，均为单件样件。
成品展示：多孔块、环形件与圆片
台阶圆片样件（带尺对照）
多孔立方块样件（带尺对照）
3. 颅骨曲面样件
该样件面向颅骨修复方向，外形为曲面，表面为多孔形态。
颅骨曲面样件成品展示
颅骨曲面样件（带尺对照）
二、磷酸钙
磷酸钙是钙的磷酸盐类无机材料的总称，磷酸三钙、磷酸四钙以及在此基础上引入其它元素的改性体系都属此类。其中 β-磷酸三钙（β-TCP）生物相容性好，植入后可逐步降解并被新生骨组织替代；硅磷酸钙则是在磷酸钙中引入硅元素得到的改性材料。与羟基磷灰石类似，这类材料的成形难点同样落在多孔与复杂结构的实现上。
1. 硅磷酸钙：TPMS 结构样件
样件为 TPMS（三周期极小曲面）结构，曲面单元在空间内连续排布。
硅磷酸钙 TPMS 结构样件
2. 磷酸三钙：圆柱形 TPMS 样件
样件为圆柱形，内部同样为 TPMS 结构。
磷酸三钙圆柱形 TPMS 结构样件
结语
本案例的几组样件覆盖羟基磷灰石与磷酸钙两个材料体系，结构上包含多孔支架、TPMS 结构与颅骨曲面。材料的生物活性与可降解性要在具体部位发挥作用，离不开结构的配合：贯通孔道关系着骨组织长入与物质输运的通路，TPMS 这类连续曲面则让孔隙分布与力学响应可以按需调节。这正是陶瓷3D打印的意义：材料自身的功能，由结构来分配和实现。
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