3D打印生物陶瓷材料，未来可期
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。
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。
生物陶瓷种类
1. 生物吸收性陶瓷
2. 生物活性陶瓷
3. 生物惰性陶瓷
氮化硅生物陶瓷材料（图源：SINTX）
3D打印生物陶瓷
3D打印生物陶瓷应用
1. 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。
3D打印ZrO2陶瓷牙
（图源：龚家宝等，《3D打印技术在生物医用陶瓷硬组织领域的研究进展》）
2. 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；
3. 骨修复
骨科生物陶瓷材料（图源：Ceramtec）
4. 药物缓释载体
总结