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材料科学的新进展和发展前景材料科学是一门研究材料的结构、性能和制备的学科，是现代工业和科技发展不可或缺的重要领域。
在过去的几十年里，材料科学研究已经取得了巨大的进展，不断推动着科技进步和人类文明的发展。
本文将探讨材料科学的新进展和发展前景。
一、材料科学的发展历程材料科学的发展历程可以追溯到人类文明的起始阶段，从最早的石器到当今的高新技术材料，人类不断地寻求着更好的材料用于生产和生活。
然而，真正的材料科学学科始于20世纪初，随着科学技术的不断发展，材料科学的研究领域也不断拓展。
传统的材料科学研究包括金属、陶瓷、聚合物等材料的制备、加工和性能研究，近年来，材料科学的研究领域已经不断拓展，涉及到新型材料、纳米材料、生物材料等多个领域。
二、新型材料新型材料是近年来材料科学研究的热点领域之一。
新型材料指的是在传统材料基础上，通过改变结构、制备方法等方式制备而成的材料。
新型材料具有传统材料所没有的特殊性能，比如高强度、高韧性、高温稳定性、阻尼性等。
目前，新型材料包括以碳纳米管、石墨烯等为代表的碳纳米材料、以半导体材料为代表的光电材料、以超导材料、磁性材料等为代表的功能材料等。
这些材料的应用涉及到电子信息、能源、生物医学等多个领域。
三、纳米材料纳米材料是指粒径小于100纳米的材料。
由于其特殊的尺度效应和表面效应，纳米材料表现出了许多传统材料所没有的特殊性质。
比如，纳米金属材料具有高比表面积和电导率，纳米陶瓷材料具有高强度和韧性，纳米复合材料具有多功能性。
目前，纳米材料已经广泛应用于制备纳米电子器件、生物传感器、新型催化剂和高强度材料等领域。
四、生物材料生物材料是指与生物体相互作用的材料，如医用材料、生物纳米材料、生物仿生材料等。
生物材料的特殊性质是在兼顾生理相容性和机械性能的前提下，具有优异的治疗效果和生物相容性。
目前，生物材料已经广泛应用于骨科、牙科、心脑血管等大型组织移植领域，为人类健康和医学研究带来了巨大的贡献。
羟基磷灰石多孔材料的研究概况摘要关键词：羟基磷灰石多孔支架骨组织工程生物材料是指可对机体组织进行诊断、修复、治疗，替代与再生损坏的组织、器官或增进其功能的材料。
随着全球老龄化趋势的发展和骨创伤事故的频繁发生对人造齿、人造骨的需求越来越大。
多孔支架材料应用于骨修复和骨植入成为骨组织工程学研究的重点[1]。
骨组织用多孔支架的选材关键是材料是否具有良好生物相容性和适合微观孔结构比[2]，羟基磷灰石具有良好的生物相容性、骨传导性等，是修复和替换活性硬组织的关键材料[3]。
1 羟基磷灰石简介1.1羟基磷灰石理化性质羟基磷灰石（HA）是磷酸钙盐的一种，它的化学式Ca10(PO4)6(OH)2。
其属于六方晶系，密度为3.16g/cm3，它是一种含有羟基的钙磷盐，Ca/P比为1.67。
微溶于水，呈弱碱性，易溶于酸，难溶于碱。
羟基磷灰石是脊椎动物体内骨骼、牙齿等硬组织的主要无机成分。
相关资料表明：羟基磷灰石是人体骨的矿物相，而胶原纤维是骨的主要有机相，成熟骨主要由羟基磷灰石晶体紧密嵌入胶原基体中构成。
并且其具有良好的生物活性和骨传导性。
因此，羟基磷灰石（HA）是目前人体硬骨组织的最佳选择。
1.2纳米羟基磷灰石的制备纳米羟基磷灰石粉体的制备方法很多，大致可以分为干法合成和湿法合成两大类。
干法合成主要为机械化学法、高温固相合成法、微波固相合成法等，湿法合成包括沉淀法、水热法、溶胶—凝胶法、超声波合成法及微乳液法等。
1.3 多孔羟基磷灰石的性质孔的结构包括孔隙率、孔径的大小、孔连通程度以及支架的比表面积。
多孔羟基磷灰石材料的制备方法有添加造孔剂法、机泡沫浸渍法、气体发泡法和模压成型法等[4、5]。
研究表明，多孔羟基磷灰石中含有适当尺寸孔隙并占有一定体积分数，对材料与组织相互作用有重要作用。
一般认为孔径在100µm以上能使骨细胞在孔洞内游移；200µm以上具有较优的成骨效应。
多孔羟基磷灰石植入后能短时间内与软骨组织紧密结合并无外体反应，且多孔结构能为纤维细胞和骨细胞的生长提供通道及空间，增大组织液与HA接触表面积从而加快反应进行，相互连通的孔隙有利于组织液的微循环并为HA深部的新生骨提供营养，使界面的软硬组织长入空隙，形成纤维组织和新生成骨组织交叉结合状态[6]。
中国组织工程研究 第18卷 第3期 2014–01–15出版Chinese Journal of Tissue Engineering Research January 15, 2014 Vol.18, No.3P .O. Box 10002, Shenyang 110180 426www.CRTER .org陈海霞，女，1987年生，山东省德州市人，汉族，昆明医科大学在读硕士，主要从事口腔种植修复专业。
通讯作者：谢志刚，副教授，昆明医科大学附属口腔医院口腔种植修复科，云南省昆明市 650031doi:10.3969/j.issn.2095-4344. 2014.03.016 []中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2014)03-00426-06 稿件接受：2013-10-05Chen Hai-xia, Studying for master’s degree, Department of Implantation and Prosthodontics, Affiliated Stomatological Hospital, Kunming Medical University, Kunming 650031, Yunnan Province, ChinaCorresponding author: Xie Zhi-gang, Associate professor, Department of Implantation and Prosthodontics, Affiliated Stomatological Hospital, Kunming Medical University, Kunming 650031, Yunnan Province, ChinaAccepted: 2013-10-05骨组织工程支架材料：脱矿骨基质陈海霞，谢志刚(昆明医科大学附属口腔医院，云南省昆明市 650031)文章亮点：1 此问题已知的信息：脱矿骨基质是一种经盐酸脱矿、消毒、冻干等处理的动物骨或人类骨，它是脱矿后的骨基质成分，保留了骨质本身的多孔网状结构。
增材制造技术的应用方向及未来发展形势摘要：增材制造技术作为一项以材料堆积法为核心的高新制造技术、数字化制造技术，是近几十年国内外重点研究领域，只需提供模具模型即可直接打造结构复杂的实体结构，一改传统制造工艺中使用的刀具、工装等装置，目前在单件、小批量生产领域得到了广泛应用，制造效率、质量非常高，具有非常大的发展空间。
基于此，本文首先对增材制造技术展开介绍，分析增材制造技术的应用方向，并通过案例分析增材制造技术的应用优势。
关键词：增材制造技术；模具模型；应用方向；3D打印引言增材制造技术是制造领域重点研究和发展的领域，对推动制造业发展有着重要意义。
近些年，增材制造技术在工业领域年增长率持续保持在20%以上，其中熔融沉积成形技术（FDM）迎合了创客以及教育需求；立体平板印刷术（SLA）实现了产品开发的进一步升级；激光立体成形技术（LSF）实现了大功率激光熔覆；激光选区熔化技术（SLM）实现了激光选区烧结工艺的再次升级。
目前增材制造技术在医疗、航空航天、汽车、艺术等领域均已得到广泛应用。
增材制造技术作为一种新型技术，虽然在某些领域已经得到应用，但与传统制造工业规模相比还存在一定差距，还有很大的挖掘空间，掌握增材制造技术未来发展趋势就可以抓住制造产业市场先机。
可见，加强增材制造技术应用与发展的研究有着重要意义。
1.增材制造技术相关阐述1.1概念增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系[1]。
相比传统材料的去除—切削加工工艺，AM是一种“自下而上”的制造方法。
AM最早在1892年由美国提出，拉开了AM技术发展序幕，但在人类进入21世纪后，随着计算机技术的发展，该项技术才取得了快速发展。
1.2关键技术1.2.1材料单元控制技术材料单元堆积中如何控制物理、化学变化一直是工业制造领域中的重点和难点，如金属成形中激光熔化微小熔池尺寸、外界参与反应等会导致制造精度下降，影响产品性能，而材料单元控制技术在一定程度上解决这一问题。
生物3D打印的分类有哪些？3D打印渗入了各行各业，并引领创新，引发了全球制造业的变革,生物3D打印是3D打印技术在生物医学领域中的交叉应用，具有重要的研究意义及应用前景。
运用3D打印技术既可以制作标准模型，也可以为病人量身定制结构复杂的手术支架等。
通过计算机断层扫描（CT）或者核磁共振（MRI）等医学成像技术对病人骨缺损部位进行扫描得到所需要的支架模型，随后使用三维打印机进行打印成型。
这是传统的成型技术难以达到的。
近年来，三维打印技术在医用领域内取得了广泛应用，包括颅面移植、冠齿修复、假体器件、医疗设备、外科手术模型、器官打印、药物传输模型、骨组织工程支架方面的应用。
三维打印技术由于其可量身定制性，结构和孔隙可控性以及可复合多种材料等特性受到了研究人员的广泛关注。
这一趋势也为许多具有突破性的治疗方案及设备的发明提供了灵感。
接下来我们会详细介绍骨组织工程领域内目前可用于三维打印的生物材料，包括它们各自的优缺点以及打印标准。
同时由于不同的打印机能够打印的生物材料不尽相同，所以我们也对三维打印机的种类及成型原理进行了简要概述。
我们希望该篇综述能够鼓励更多的科研团队发明新的生物材料，最终使得三维打印技术在骨组织工程领域取得更大发展。
1.3D打印技术分类介绍生物材料能否被打印这与所使用的三维打印机器有很大关系。
不同的打印机对材料的要求不尽相同。
在生物医学领域，主要使用的打印机分为四种类型：光固化立体印刷技术、熔融沉积打印技术、选择性激光烧结技术、直接浆料挤压技术。
熔融沉积以及直接浆料挤压技术，是两种常用的制备骨组织工程支架的办法。
直接打印的浆料有些是与水或者低沸点溶剂（二氯甲烷(DCM)、二甲亚砜（DMSO）混融的聚合物溶液，有些是在挤出后能快速挥发的聚合物溶液，或者一些水凝胶能够在挤出后依然维持原来的结构。
通过三维打印成型的水凝胶在挤出后能够通过触变行为、温度感应或者交联等方式维持形状。
对于熔融沉积和直接打印来说，分辨率可达到在XY 平面喷嘴尺寸25微米，层厚200-500微米。
生物玻璃的研究现状、制备及发展趋势摘要:生物玻璃具有优良的骨诱导性、骨传导性及生物相容性，已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点。
本文论述了生物玻璃的研究现状，同时对生物玻璃的不同制备方法进行了概述，重点介绍了溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃，并展望了生物玻璃发展与应用前景。
关键词:生物玻璃；研究现状；溶胶-凝胶法；应用前景1 引言生物玻璃是一种与骨组织和软组织均有良好的结合能力的特种玻璃，在植入体内后生物活性玻璃表面即与体液发生离子反应，最终在玻璃表面形成类似骨中无机矿物的低结晶度碳酸羟基磷灰石层（HCA）。
20世纪70年代初，Hench教授通过熔融法制备出Na2O-CaO-SiO2-P2O5系统的生物玻璃45S5，开创了一个崭新的生物材料研究领域。
研究发现，在体内实验中生物活性玻璃比其他生物陶瓷能更快的与骨组织键合，体外模拟体液（SBF）中浸泡一段时间能在其表面生成类骨的碳酸羟基磷石晶体。
而且生物玻璃可以通过组分的改变来调节它们的生物矿化及降解性能。
然而，生物玻璃材料的生物力学性能，可梯度降解性能和孔结构等问题在一定程度上影响了生物玻璃医疗器械的临床治疗效果。
因此，克服生物活性玻璃的不足，进一步改善和提高生物活性玻璃材料的各项性质，将成为材料科学、生物科学及医学及等交叉学科的研究热[1]。
2 生物玻璃的发展过程及现状继Hench教授研制开发出45S5生物玻璃之后，又有多种生物活性微晶玻璃不断被研制开发出来。
1973年，德国Bromer等人通过大幅度减少碱金属氧化物的含量，即减少钾、钠含量，增加钙、磷含量并应用玻璃的微晶技术，成功制备了Na2O-K2O-MgO-CaO-P2O5-SiO2系统的微晶生物玻璃（Ceravital），主晶相为碳酸磷灰石。
其化学组成为（摩尔分数）Na2O 4.8%，K2O 0.4%，MgO 2.9%，CaO 34.0%，P2O5 11.7%，SiO2 46.2%。
其生物活性低于45S5玻璃，但其机械性能却有了较大的提高，可以应用于受力不明显的骨缺损的填充，如颌骨的修补，也可作为骨水泥材料应用于临床上。
中国组织工程研究 第16卷 第52期 2012–12–23出版Chinese Journal of Tissue Engineering Research December 23, 2012 Vol.16, No.52doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2012.52.028 [/crter-2012-qikanquanwen.html] 张志宏，刘志礼，高志增，陈明，杨东，黄山虎，舒勇. 骨修复替代材料修复骨缺损的选择与应用[J]. 中国组织工程研究，2012，16(52):9836-9843.P .O. Box 1200, Shenyang 110004 9836南昌大学第一附属医院骨一科，江西省南昌市 330006张志宏★，男，1970年生，江西省贵溪市人，汉族，南昌大学医学院毕业，硕士，副主任医师，主要从事骨科创伤研究。
zhangzhihong-ch ao@通讯作者：刘志礼，博士，副主任医师，南昌大学第一附属医院骨一科，江西省南昌市 330006 zgm7977@ 中图分类号:R318 文献标识码:B文章编号:2095-4344 (2012)52-09836-08收稿日期：2012-08-09 修回日期：2012-10-21 (20120329016/YL)骨修复替代材料修复骨缺损的选择与应用★张志宏，刘志礼，高志增，陈 明，杨 东，黄山虎，舒 勇文章亮点：①在骨缺损修复的临床实践中，常遇到结构性骨缺损，还有骨折愈合不良和萎缩性骨不连等，这些都需要骨修复替代材料进行治疗。
②临床上用于修复骨缺损替代材料包括自体骨、同种异体骨和人工骨材料，后者按结构或性能大致可分为无机骨材料、有机骨材料和复合骨材料。
③自体骨有很高的成骨能力和极小的免疫反应，但存在增加创伤、来源有限、手术时间延长、失血量大、手术感染与持续疼痛等缺点。
④同种异体骨虽然来源比自体骨丰富，但其存在免疫排斥、愈合缓慢以及可能导致疾病的传播与交叉感染等问题。
