生物陶瓷材料主要是指基于特定生物或者生理功能，可以直接用于人体或者与人体直接相关的生物、医用以及生物化学的陶瓷材料。生物陶瓷材料具有稳定的理化性质、良好的生物相容性、以及多种理化和生化功能，被广泛应用于生物医药、硬组织修复和骨组织工程支架材料等领域。

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新的技术手段。本期，3D科学谷将分享生物陶瓷材料的发展历程、种类以及生物陶瓷3D打印技术在医疗领域的应用。

生物陶瓷发展历程

陶瓷作为生物医学材料始于18世纪初。

1808年初成功制成了用于镶牙的陶齿；1871年，人们首次合成出羟基磷灰石 ,但是由于技术的限制，直至一个世纪以后才有羟基磷灰石生物陶瓷的成功应用报道。

1894年，H.Dreeman报道使用熟石膏作为骨替换材料；1926年Bassett用X-射线衍射分析发现骨和牙的矿物质与羟基磷灰石的X射线谱相似。

1928年，Leriche和Policard开始研究和应用磷酸钙作为骨替换材料；1930年，Naray-Szabo和Mehmel独立地应用X-ray衍射分析确定了氟磷灰石的结构。

1963年在生物陶瓷发展史上也是重要的一年，该年Smith报告发展了一种陶瓷骨替代材料。

1969年美国Florida大学的Hench教授发明了生物玻璃，当把这种玻璃材料植入生物体内作为骨骼和牙齿的替代物时，发现有些材料中的组织可以和生物体内的组分互相交换或者反应，最终形成与生物体本身相容的性质，构成新生骨骼和牙齿的一部分，这种将无机材料与生物医学相联系的开创性研究成果，很快得到了各国学者的高度重视。

1970年法国的Boutin用单一氧化铝陶瓷浇制成人工股关节，开创了陶瓷用作人工骨、人工关节的先例；1971年西德人开发了与骨、牙的无机组成相近的磷酸三钙，动物实验证实磷酸三钙多孔体是优良的骨置换材料。

1974年前后，日本的青木秀希和美国的Jarcho相继发明了与人体骨、牙的无机组成极为相似的羟基磷灰石材料，这种材料具有与自体骨相仿的生物生容性和骨结合性，是当前世界公认的、理想的人工骨材料，已在临床很多领域得到广泛应用。