金属离子掺杂能给羟基磷灰石赋予独特的性能,如磁性、抗菌性、骨诱导性等。本工作采用气动挤出打印法制备了毫米级羟基磷灰石-海藻酸钠复合微球,然后用二价金属阳离子(Ca2+、Sr2+、Cu2+、Zn2+)交联复合微球并烧结实现金属阳离子的掺杂,详细研究了不同离子掺杂对微球性能(宏微观结构、物理化学性能和生物学性能)的影响。结果表明,不同离子掺杂对羟基磷灰石性能的影响存在一定的差异。四种离子对微球宏观形貌的影响不大,但是铜和锌的存在可促进HA在烧结过程中向β-TCP相的分解,导致微球的降解速率提高。5%Cu-HA-1200和5%Zn-HA-1200微球抑菌率显著高于5%Ca-HA-1200、5%Sr-HA-1200微球。细胞在四种微球表面生长良好。本研究获得的HA/β-TCP双相微球有望在骨缺损修复领域得到应用。

应用熔融沉积成型技术（FDM）制备羟基磷灰石（HA）/聚己内酯（PCL）组织工程支架,探讨其内部结构和力学性能。以羟基磷灰石和聚己内酯为原料,采用熔融共混技术分别制备HA质量分数为20%的nano-HA/PCL和micro-HA/PCL复合材料,使用自主研发的熔体微分FDM 3D打印机制备HA/PCL复合材料组织工程支架。通过显微镜观察发现,所制备的nano-HA/PCL和micro-HA/PCL组织工程支架具有均匀分布且相互连通的近似矩形的孔隙。nano-HA/PCL和micro-HA/PCL组织工程支架的断面图分析结果表明,nano-HA/PCL组织工程支架中HA粒子分布均匀,而micro-HA/PCL组织工程支架中HA粒子发生了团聚,导致nano-HA/PCL组织工程支架的拉伸强度和弯曲强度均高于micro-HA/PCL组织工程支架。因此,利用熔体微分FDM 3D打印机打印生物活性nano-HA/PCL复合材料组织工程支架在骨组织工程中具有潜在的应用前景。

以气动挤出沉积多孔生物骨支架成型机作为成型设备以海藻酸钠（SA）与羟基磷灰石（HAP）作为成型材料制造出了最适宜骨组织细胞生长的孔隙率和良好的内部连通结构的人工牙槽骨模型优选了在快速成型过程中对牙槽骨质量的影响因素并测试了在不同海藻酸钠浓度成型、不同烧结温度后处理情况下人工牙槽骨的力学性能。结果表明：当海藻酸钠浓度为5%与羟基磷灰石的配比为1∶1.1时获得了良好的宏观外形与较优的微观孔隙结构找到了羟基磷灰石形成骨陶瓷的最佳温度为1 200℃。