近日，据中科院上硅所消息，吴成铁研究员带领团队提出生物质再利用的策略，制备出天然海绵骨架衍生的柔性生物活性陶瓷，成功实现了将废弃的天然生物质转化为具有高附加值的生物医用材料。

相关研究成果以Naturally Derived Flexible Bioceramics: Biomass Recycling Approach and Advanced Function为题，发表在Matter上。

天然衍生的柔性生物陶瓷支架的制备示意图

基于优异的生物相容性和成骨活性，生物活性陶瓷广泛用于骨组织工程中。但是，传统的生物陶瓷支架存在一些问题，如高温烧结成型、能量消耗大、本征脆性大等，这些问题限制了其在一些特殊情况下的应用，特别是在修复颅骨、眶骨等薄壁不规则骨组织时容易发生破碎，从而影响骨再生效果。

吴成铁研究员团队提出了使用具有多级结构的海绵骨架作为柔性生物陶瓷支架的方案。这种海绵骨架由二氧化硅骨针纤维构成，具有笼型网格状宏观结构和同心圆层状微观结构。这种多级结构的设计使得海绵骨架在高无机含量下（>95%）仍然能够保持优异的柔韧性。这样的结构设计使得生物陶瓷支架具有更好的可加工性能和力学强度，从而更适用于颅骨、眶骨等薄壁不规则骨组织的修复。团队通过在氢氧化钙溶液中对二氧化硅天然海绵骨架进行低温水热矿化处理，成功实现了在二氧化硅基体表面原位生长出水合硅酸钙。这一过程使得生物活性层和基体之间形成了紧密结合，最终制备出了天然衍生的生物陶瓷支架。

经过活化处理后，这个生物陶瓷支架表现出卓越的体外矿化能力和长效的钙、硅离子释放能力。更为重要的是，天然衍生的生物陶瓷支架在没有引入高分子组分的情况下，表现出比传统生物陶瓷和生物陶瓷基复合支架更高的抗弯强度和断裂韧性，同时具有轻质高强的力学特性，具备理想的加工性能，以满足不同形状薄壁骨组织的修复需求。柔性生物陶瓷支架的设计在提高材料性能的同时，也有望解决传统生物陶瓷支架在特殊情况下的局限性，为更广泛的骨组织工程应用提供了新的可能性。

参考来源：中科院网站

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