最近，荷兰代尔夫特理工大学Amir Zadpoor教授课题组东家慧博士等人利用墨水挤出打印技术首次成功制备了周期性有序并且相互贯通的多孔镁三维结构。首先，课题组利用自主研发的镁相容粘结剂，与镁粉或者镁合金粉末混合制备出镁墨水。这种镁墨水具有一定的粘弹性且可以成功的被挤出，同时挤出后能够自然固化，从而可以完美的构建或者打印出和CAD所设计模型一致的三维多孔结构。打印出来的镁三维结构进一步进行脱脂烧结，进而制备出具有一定力学支撑的镁或者镁合金的层级孔结构。利用墨水挤出打印技术与脱脂烧结后处理相结合成功制备出的多孔镁是增材制造多孔镁合金领域的重大突破，不仅避免了SLM制备镁过程中难以克服的技术瓶颈，同时可以获得周期性有序、相互贯通以及高孔隙度的多级孔结构（宏观大孔与微孔相结合）。

其次，课题组对增材制造的多孔镁锌支架进行了系统的研究，发现利用墨水挤出打印技术所制备的镁锌合金多孔支架具有可控的高孔隙率，同时能够满足作为骨填充物的降解速度，并能够保持足够的力学支撑。镁锌支架还展现了较好的细胞相容性，作为可降解的骨缺损修复材料具有很大潜力，有望推动多孔镁支架的应用。

图1 墨水挤出打印技术所制备的Mg-Zn 和纯镁支架的表面形貌和微观组织表征

进一步研究了多孔Mg-Zn支架的降解性能，发现Mg-Zn支架的体外降解速度从浸泡第一天的2.3 mm/y下降至浸泡1个月后的0.7 mm/y。而纯镁支架在浸泡第一天就达到了12.1 mm/y。Zn的添加显著提高了多孔镁支架的抗腐蚀性能，主要是因为锌的加入不仅提高了镁合金的腐蚀电位，而且生成的ZnO能够使镁锌支架的腐蚀产物层相比纯镁支架更加致密且稳定。µCT结果表明，随着镁锌的支架降解和腐蚀产物的沉积，在降解初期，镁锌支架的孔隙度逐渐降低，越来越多的产物沉积在支架的孔中。由于所制备的Mg-Zn支架具有互相连通的三维多孔结构，在降解过程中，含有ZnO的稳定腐蚀产物层几乎覆盖在支架内外各个地方，在很大程度上保持了降解过程中的支架结构完整性，从而大大的减缓了Mg-Zn的腐蚀进程。因此，所制备的高孔隙率的镁锌支架 （1.7mm/y）能够具有与铸造或者挤出成型的块体Mg-Zn合金相近的降解速度 (1.9-4.3 mm/y)。

图2 Mg-Zn 支架的体外降解行为和腐蚀产物层的沉积行为

本文还对制备的镁锌支架的力学性能进行了研究。多孔镁锌支架的压缩屈服强度和弹性模量达到了纯镁支架的3倍，这是由于固溶强化和第二相弥散强化的共同作用。在降解过程中，多孔镁锌支架仍能保持与骨小梁相当的力学强度。文章进一步对镁锌合金的生物相容性进行了研究，MC3T3-E1前成骨细胞在稀释的Mg-Zn支架提取液中展现了良好的生物相容性（>90%细胞存活率）。

综上所述，本研究利用墨水挤出打印技术成功制备了多孔镁锌支架，与纯镁支架相比，多孔镁锌支架展现了更有优异的降解性能和力学性能。同时，稀释的镁锌浸提液展现了对前成骨细胞的良好相容性。为了更好的验证所制备的Mg-Zn支架的生物相容性和成骨性能，需要进一步进行体内动物实验的研究。这将为进一步推动多孔镁支架在骨科的应用奠定良好的基础。

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