图1 利用激光增材制造技术制备具有定制化结构的Zn-0.7Li可降解多孔支架用于骨缺损修复示意图

生物可降解锌锂合金具有优异的力学性能和良好的促成骨性能，本文首次尝试了Zn-Li合金的增材制造，发现采用激光粉末床熔融制备的块体和多孔支架具有良好的熔合质量和尺寸精度。块体试样的抗拉强度和弹性模量分别达到416.5MPa和83.3 GPa；80%孔隙率的多孔支架抗压强度和弹性模量分别为18.2MPa和298.0 MPa，与松质骨相当。多孔支架的体外浸泡失重率约为块体的5倍，且表现了出良好的成骨细胞粘附和增殖能力。清华大学温鹏副教授和北京大学郑玉峰教授团队利用增材制造提供的多孔结构优势，较好地解决了传统制造块体Zn-Li合金弹性模量高、降解速度慢等问题，未来有望通过孔隙结构定制化设计调控可降解金属多孔支架性能满足个性化骨修复临床需求。

图2 Zn-0.7Li块体和多孔支架的性能：(a) 电化学性能，(b) 4周体外浸泡失重率及其(c)对压缩强度和弹性模量影响， (d) 块体表面细胞生长形貌， (e) 多孔表面细胞生长形貌

作者简介：

本文通讯作者为清华大学机械系温鹏副教授和北京大学材料学院郑玉峰教授，双方合作在可降解锌合金和镁合金增材制造及其骨科应用方面开展研究。第一作者为清华大学机械系博士研究生秦瑜，北京航空航天大学医学科学与工程学院杨宏韬助理教授和北京大学第三医院田耘教授等参与了课题的设计、实验和讨论。

论文信息：

Yu Qin, Hongtao Yang, Aobo Liu, Jiabao Dai, Peng Wen*, Yufeng Zheng*, Yun Tian, Shuang Li, Xiaogang Wang. Processing optimization, mechanical properties, corrosion behavior and cytocompatibility of additively manufactured Zn-0.7Li biodegradable metals, Acta Biomaterialia, 2022.

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.01.049

本研究获得国家重点研发计划(2018YFE0104200)和国家自然科学基金(52175274, 51875310,51931001, 52111530042)的资助。