阅读说明：本技术 修补骨缺损的人工骨材及人工骨颗粒的制备方法 (Artificial bone material for repairing bone defect and preparation method of artificial bone particles ) 是由 杨晓 杨龙 朱向东 张兴栋 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种修补骨缺损的人工骨材,其特征在于,包括多个人工骨颗粒,并且多个人工骨颗粒彼此堆积以形成孔隙率为60％至90％的人工骨材,人工骨颗粒包括主体部和形成在主体部的多个支撑柱,主体部呈长条状并具有相对设置的上表面和下表面,主体部具有贯穿上表面与下表面之间的贯通孔；多个支撑柱沿着主体部的长度方向设置在主体部的周围,支撑柱沿着长度方向延伸并从主体部突起。根据本公开,能够提高人工骨材在缺损部位的稳定性。(The present disclosure relates to an artificial bone material for repairing a bone defect, which comprises a plurality of artificial bone particles stacked on each other to form an artificial bone material having a porosity of 60% to 90%, wherein the artificial bone particles comprise a body part and a plurality of supporting pillars formed on the body part, the body part is in a long strip shape and has an upper surface and a lower surface which are oppositely arranged, and the body part has a through hole penetrating between the upper surface and the lower surface; the plurality of support columns are arranged around the main body along the longitudinal direction of the main body, and the support columns extend along the longitudinal direction and protrude from the main body. According to the present disclosure, the stability of the artificial bone material at the defect site can be improved.)

修补骨缺损的人工骨材及人工骨颗粒的制备方法

技术领域

本公开大体涉及临床骨修复领域，具体涉及一种修补骨缺损的人工骨材及人工骨颗粒的制备方法。

背景技术

骨缺损是临床上常见疾病之一，例如创伤、炎症、骨病、手术等各种因素都会造成骨组织缺损。目前治疗骨缺损的方法有自体骨移植和异体骨移植等多种方法。虽然自体骨移植是临床上用于骨缺损修复的金标准，但其供骨量有限、塑形困难且无法满足大面积特定形状的修复要求。异体骨虽能解决骨源有限的问题，但植入后易发生吸收变形且抗原性较强，影响治疗效果。

为解决上述问题，人工合成骨修复材料应运而生，且在巨大的临床需求驱动下，人工合成骨修复材料的研发和产业化正处于蓬勃发展的新阶段。目前临床上大量使用的活性人工骨填充修复材料采用磷酸钙基生物陶瓷、硅酸盐基生物玻璃及可降解高分子材料。该活性人工骨填充修复材料具有良好生物相容性、可降解性和易成型的特性。

人工合成骨修复材料(即人工骨材)由人工骨颗粒组成。根据使用部位及手术的不同要求，人工骨颗粒通常被制成块状、楔形、柱状和球形颗粒等形状。然而，现有的人工骨颗粒在植入缺损部位时，人工骨颗粒与宿主骨之间的接触不稳定，特别是人工骨颗粒经血液冲刷存在松动和失稳问题，使得人工骨材在缺损部位的稳定性较低，从而影响人工骨材植入效果。

发明内容

本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种能够提高人工骨材在缺损部位的稳定性的修补骨缺损的人工骨材及人工骨颗粒的制备方法。

为此，本公开第一方面提供了一种修补骨缺损的人工骨材，其特征在于，包括多个人工骨颗粒，并且多个所述人工骨颗粒彼此堆积以形成孔隙率为60％至90％的人工骨材，所述人工骨颗粒包括主体部和形成在所述主体部的多个支撑柱，所述主体部呈长条状并具有相对设置的上表面和下表面，所述主体部具有贯穿所述上表面与所述下表面之间的贯通孔；所述多个支撑柱沿着所述主体部的长度方向设置在所述主体部的周围，所述支撑柱沿着所述长度方向延伸并从所述主体部突起。在本公开中，修补骨缺损的人工骨材的孔隙率为60％至90％，其由多个人工骨颗粒彼此堆积形成。人工骨颗粒包括呈长条状的主体部和形成在主体部的多个支撑柱，主体部具有相对设置的上表面和下表面，以及贯穿上表面与下表面之间的贯通孔。多个支撑柱沿着主体部的长度方向设置在主体部的周围，支撑柱沿着长度方向延伸并从主体部突起。在这种情况下，具有突起的人工骨颗粒能够更好地适应植入缺损部位；在植入缺损部位时，支撑柱的突起能够提高人工骨颗粒与宿主骨之间的接触的稳定性；另外，人工骨颗粒的支撑柱能够减缓血液冲刷对主体部的冲击力，一定程度上改善人工骨颗粒经血液冲刷带来的松动和失稳问题，提高人工骨材在缺损部位的稳定性，从而改善人工骨材的植入效果。

在本公开所涉及的人工骨材中，可选地，所述主体部具有与所述贯通孔连通的多个第一通孔，所述主体部具有多个设置在相邻的支撑柱之间的第一侧面，所述第一通孔从所述第一侧面连通至所述贯通孔。由此，能够有利于成骨细胞在人工骨颗粒上黏附、生长或爬行。

在本公开所涉及的人工骨材中，可选地，所述第一侧面由依次连接的第一平面、第二平面和第三平面构成，所述第一平面的法线、所述第二平面的法线和所述第三平面的法线分别与所述长度方向正交，所述第一平面与所述第二平面的夹角和所述第三平面与所述第二平面的夹角分别为钝角，所述第一通孔从所述第二平面连通至所述贯通孔。在这种情况下，能够增大主体部的第一侧面面积，一定程度上减弱血液冲刷主体部的第一侧面时产生的冲击力。

在本公开所涉及的人工骨材中，可选地，所述支撑柱具有与所述贯通孔和所述第一通孔连通的多个第二通孔。由此，能够进一步有利于成骨细胞在人工骨颗粒的表面黏附、生长或爬行。

在本公开所涉及的人工骨材中，可选地，所述第一平面与所述第二平面的夹角等于所述第三平面与所述第二平面的夹角。在这种情况下，第三平面和第一平面关于第二平面对称。由此，在血液冲刷主体部的第一侧面时，第三平面和第一平面能够均匀受力。

在本公开所涉及的人工骨材中，可选地，所述人工骨颗粒的大小为0.25mm-20mm。由此，能够根据不同的应用场景选择不同尺寸的人工骨颗粒。

本公开第二方面提供了一种人工骨颗粒的制备方法，其特征在于，包括：准备表面改性剂溶液、具有生物活性的钙磷基陶瓷粉体和玛瑙球，将所述钙磷基陶瓷粉体与所述玛瑙球按照预定料球比进行混合，并加入所述表面改性剂溶液进行研磨，获得浆料，接着将所述浆料进行干燥和过滤处理获得目标陶瓷粉体；准备光敏树脂，将所述光敏树脂与所述目标陶瓷粉体进行混合，加入分散剂和石墨烯进行研磨，获得打印用陶瓷浆料；利用设计软件设计人工骨颗粒的模型，在3D打印设备中基于所述模型使用所述打印用陶瓷浆料进行打印，获得人工骨颗粒胚体；并且将所述人工骨颗粒胚体用清洗后进行干燥处理，接着对所述人工骨颗粒胚体进行烧结获得所述人工骨颗粒。

在本公开中，利用具有生物活性的钙磷基陶瓷粉体制备人工骨颗粒便于人工骨颗粒植入缺损部位后进行降解；利用陶瓷粉体、表面改性剂溶液、光敏树脂、石墨烯能够制备获得流动性良好的浆料；其中，石墨烯在后续的烧结中能够转化为气体，使得人工骨颗粒留下微孔结构，该微孔结构有利于人工骨颗粒的降解及新骨长入；利用3D打印设备进行打印能够节约原料，获得具有较高一体性的人工骨颗粒。

在本公开所涉及的人工骨颗粒的制备方法中，可选地，在烧结处理中，初始温度设置为25℃，并以2℃2分钟的升温速度升温到300℃，在300℃的温度条件下保温1小时；以1℃2分钟的升温速度，从300℃升温到600℃，并在600℃的温度条件下保温5小时；以2℃2分钟的升温速度，从600℃升温到1100℃，保温2小时；接着自然降温至室温。由此，利用烧结处理能够将人工骨颗粒胚体烧结成所需的人工骨颗粒。

在本公开所涉及的人工骨颗粒的制备方法中，可选地，所述表面改性剂溶液通过在无水乙醇内加入棕榈酸配制而成；所述光敏树脂通过光引发剂和光敏树脂的单体配制而成；所述钙磷基陶瓷粉体是羟基磷灰石(HA)陶瓷粉体、磷酸三钙(β-TCP)陶瓷粉体或双相磷酸钙(BCP)陶瓷粉体中的一种或多种；所述光引发剂是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、1-羟基-环己基-苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、异丙基硫杂蒽酮或2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种或多种；所述光敏树脂的单体是1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种；所述分散剂是磷酸酯类分散剂。

在本公开所涉及的人工骨颗粒的制备方法中，可选地，所述预定料球比为1:1.5至1:2，所述石墨烯的质量为所述打印用陶瓷浆料的质量的0.5％-1％，所述分散剂与所述石墨烯的质量比为3:1至1:1。由此，能够获得表面光滑的人工骨颗粒。

根据本公开，能够获得一种能够提高人工骨材在缺损部位的稳定性的修补骨缺损的人工骨材及人工骨颗粒的制备方法。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开，其中：

图1是示出了本公开示例所涉及的人工骨材的场景示意图。

图2是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的立体示意图。

图3是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的主视图。

图4是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的俯视图。

图5是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的局部剖面图。

图6是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的主体部的示意图。

图7是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的支撑柱的示意图。

图8是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的变形例的示意图。

图9是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例1的示意图。

图10是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例2的示意图。

图11是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例3的示意图。

图12是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例4的示意图。

图13是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例5的示意图。

图14是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的制备方法流程图。

图15是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的烧结处理方法流程图。

图16是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒在犬骨缺损部位植入12个周切片染色图。

主要附图标号说明：

1…人工骨材，10…人工骨颗粒，11…主体部，S1…上表面，S2…下表面，111…贯通孔，112…第一通孔，S3…第一侧面，S₃₁…第一平面，S₃₂…第二平面，S₃₃…第三平面，N₁、N₂、N₃…法线，α1、α2…夹角，S4…第二侧面，12…支撑柱，121…第二通孔，122…第三通孔，123…端部，L…长度方向，D₁…对角线，D₂…边长，S5…第三侧面。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本公开中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本领域技术人员将理解，一般而言，本公开中使用的术语一般意图为“开放”术语(例如术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”等)。除非另有定义，本公开所使用的技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。

另外，在本公开的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本公开的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。

本公开涉及一种能够提高人工骨材1在缺损部位的稳定性的修补骨缺损的人工骨材1及人工骨颗粒10的制备方法。修补骨缺损的人工骨材1可以简称为人工骨材1。本公开涉及的人工骨材1，可以适用于牙槽嵴扩展、牙周及种植体周围骨缺损的填充修复，口腔颌面外科或整形外科需要植骨填充的骨缺损修复，脊柱椎间、横突间和椎板间植骨融合，骨结核病灶刮除后所致骨缺损修复，良性骨肿瘤或瘤样病变切除后骨缺损修复，各种创伤或手术造成的骨缺损修复，人工关节置换或翻修术中骨缺损的修复，股骨头无菌性坏死的植骨治疗。

图1是示出了本公开示例所涉及的人工骨材1的场景示意图。在本公开中，如图1所示，人工骨材1例如可以用于修补宿主骨2的骨缺损处。在公开涉及的人工骨材1在宿主骨2的骨缺损部位具有较高的稳定性。

图2是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的立体示意图。图3是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的主视图。图4是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的俯视图。图5是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的局部剖面图。

在本实施方式中，修补骨缺损的人工骨材1可以包括多个人工骨颗粒10。多个人工骨颗粒10彼此堆积以形成人工骨材1(参见图1和图2)。由人工骨颗粒10堆积成形的人工骨材1可以为多孔结构。

在一些示例中，人工骨材1的孔隙率可以为60％至90％。在这种情况下，人工骨材1模仿天然骨的组织解剖结构，有利于成骨细胞在人工骨材1的人工骨颗粒10表面黏附、生长和爬行，并和满足骨组织再生修复的条件。同时孔隙之间相互贯通(即三维贯通)的结能够保证营养物质和代谢废物的传输。例如，孔隙率可以为60％、70％、80％、90％。

在一些示例中，在人工骨材1中，孔隙中的大孔直径可以为100-1000μm。例如，大孔直径可以为100μm、200μm、500μm、800μm、1000μm。在一些示例中，孔隙中70％至80％的大孔为开孔。在一些示例中，孔隙中的大孔之间可以相互贯通。

在本公开所涉及的人工骨材1中，人工骨颗粒10的大小(尺寸)可以为0.25mm-20mm。由此，能够根据不同的应用场景选择不同尺寸的人工骨颗粒10。在一些示例中，人工骨颗粒10的大小可以为0.25mm-2mm。例如，人工骨颗粒10的大小可以为0.25mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm。大小为0.25mm-2mm的人工骨颗粒10可以适用于口腔及颌面骨缺损修复。在一些示例中，人工骨颗粒10的大小可以为2mm-20mm。例如，人工骨颗粒10的大小可以为2mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm、20mm。大小为2mm-20mm的人工骨颗粒10可以适用于脊柱及躯干骨修复。

在一些示例中，人工骨颗粒10的尺寸可以通过2个相对设置的距离最远的支撑柱(后续具体描述)之间的距离体现。例如，如图4所示的人工骨颗粒10，人工骨颗粒10的尺寸可以通过对角线D₁体现。人工骨颗粒10的尺寸为0.25mm-20mm也即人工骨颗粒10的对角线D₁的长度为0.25mm-20mm。

在一些示例中，如图4所示的人工骨颗粒10，尺寸为0.25mm-20mm的人工骨颗粒10的边长D₂的长度可以为200μm-4000μm。例如，边长D₂的长度可以为200μm、500μm、800μm、1000μm、1500μm、2000μm、2500μm、3000μm、3500μm、4000μm。

在一些示例中，人工骨颗粒10是可降解的。通常人工骨颗粒外侧包裹着新生骨组织，随着人工骨颗粒10的降解，人工骨颗粒10的位置会被新骨替代。

在一些示例中，人工骨颗粒10的各个面可以有微孔结构。由此随着人工骨颗粒10的降解，新骨通过微孔逐步取代人工骨颗粒10，成骨能力良好。

在本实施方式中，人工骨颗粒10可以包括主体部11和支撑柱12。支撑柱12可以设置在主体部11的周围。支撑柱12可以沿着长度方向L延伸并从主体部11突起。在这种情况下，能够更好地适应植入缺损部位，提高人工骨颗粒10与宿主骨2之间的接触的稳定性；减缓血液冲刷对主体部11的冲击力，一定程度上改善人工骨颗粒10经血液冲刷带来的松动和失稳问题，提高人工骨材1在缺损部位的稳定性，从而改善人工骨材1的植入效果。

图6是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的主体部11的示意图。

在一些示例中，如上所述，人工骨颗粒10可以包括主体部11(参见图2)。主体部11可以呈长条状。

在一些示例中，主体部11可以呈柱状。例如，主体部11可以呈棱柱状(参见图6)。本公开的示例不限于此，主体部11可以呈圆柱状。

在一些示例中，主体部11可以具有相对设置的上表面S1和下表面S2(参见图2至图3)。在一些示例中，上表面S1和下表面S2可以平行且相等。在一些示例中，上表面S1或下表面S2可以为多边形或圆形。例如，上表面S1或下表面S2可以为规则多边形(参见图2至图3)。本公开的示例不限于此，上表面S1或下表面S2可以为不规则多边形。

在一些示例中，主体部11可以具有第一侧面S3。第一侧面S3的数量可以为多个。例如，第一侧面S3的数量可以为四个(参见图2至图6)。第一侧面S3可以同时与上表面S1和下表面S2相交。本公开的示例不限于此，每个第一侧面S3可以与上表面S1或下表面S2相交。

在一些示例中，第一侧面S3可以由依次连接的第一平面S₃₁、第二平面S₃₂和第三平面S₃₃构成。第一平面S₃₁、第二平面S₃₂或第三平面S₃₃可以为四边形例如矩形(参见图6)。本公开的示例不限于此，第一平面S₃₁、第二平面S₃₂或第三平面S₃₃可以为曲面。

在另一些示例中，第一侧面S3可以为一个平面或一个曲面。平面例如可以为多边平面。曲面例如可以为球面。

在一些示例中，如图3和图6所示，第一平面S₃₁的法线N₁可以与主体部11的长度方向L正交。第二平面S₃₂的法线N₂可以与主体部11的长度方向L正交。第三平面S₃₃的法线N₃可以与主体部11的长度方向L正交。

在一些示例中，如图6所示，第一平面S₃₁与第二平面S₃₂可以相交。第一平面S₃₁与第二平面S₃₂的夹角可以表示为α1。夹角α1可以为钝角。第三平面S₃₃与第二平面S₃₂可以相交。第三平面S₃₃与第二平面S₃₂的夹角可以表示为α2。夹角α2可以为钝角。本公开的示例不限于此，夹角α1或夹角α2可以为直角、锐角或者平角。

在一些示例中，夹角α1和夹角α2为平角时，第一侧面S3可以看作为一个平面。

在一些示例中，第一平面S₃₁与第二平面S₃₂的夹角α1可以等于第三平面S₃₃与第二平面S₃₂的夹角α2。在这种情况下，第三平面S₃₃和第一平面S₃₁关于第二平面S₃₂对称。由此，在血液冲刷主体部11的第一侧面S3时，第三平面S₃₃和第一平面S₃₁能够均匀受力。

在一些示例中，第一侧面S3可以设置在相邻的支撑柱12(后续具体描述)之间(参见图2)。

在一些示例中，主体部11可以具有第二侧面S4。第二侧面S4的数量可以为多个。例如，第二侧面S4的数量可以为四个(参见图2至图6)。第二侧面S4和第一侧面S3可以构成主体部11一组侧面。主体部11可以具有多组侧面。例如，主体部11可以具有四组侧面(参见图2至图6)。

在一些示例中，第二侧面S4可以同时与上表面S1和下表面S2相交。本公开的示例不限于此，每个第二侧面S4可以与上表面S1或下表面S2相交。

在一些示例中，第二侧面S4可以由相邻的第四平面S₄₁和第五平面S₄₂构成。第四平面S₄₁或第五平面S₄₂可以为四边形例如矩形(参见图6)。本公开的示例不限于此，第四平面S₄₁或第五平面S₄₂可以为曲面。

在另一些示例中，第二侧面S4可以为一个曲面。曲面例如可以为球面。

在一些示例中，如图6所示，第四平面S₄₁与第五平面S₄₂可以相交。第四平面S₄₁与第五平面S₄₂的夹角可以为锐角、直角或者钝角。

在一些示例中，主体部11可以具有贯通孔111。贯通孔111可以贯穿上表面S1与下表面S2。也即，主体部11可以具有贯穿上表面S1与下表面S2之间的贯通孔111(参见图2至图6)。由此，能够有利于成骨细胞在人工骨颗粒10表面黏附、生长和爬行。

在一些示例中，贯通孔111可以为多边形孔。例如贯通孔111可以为四边形孔(参见图6)。本公开的示例不限于此，贯通孔111可以为圆形孔。

在一些示例中，贯通孔111可以包括多种尺寸的贯通孔。具体而言，贯通孔111可以包括不同孔径或不同边长的贯通孔。例如，贯通孔111可以包括第一贯通孔111a和第二贯通孔111b(参见图6)。第一贯通孔111a的边长可以大于第二贯通孔111b。

在一些示例中，第一贯通孔111a可以设置在主体部11的中间。具体而言，第一贯通孔111a的中轴线可以与主体部11的中轴线重合。

在一些示例中，第二贯通孔111b可以设置在第一贯通孔111a的周围。其中，设置在第一贯通孔111a的周围的各个第二贯通孔111b可以为均匀对称分布的(参见图2和图4)。本公开的示例不限于此，各个第二贯通孔111b可以随机的分布在第一贯通孔111a的周围。

在一些示例中，第二贯通孔111b可以设置在相邻的支撑柱12(后续具体描述)之间的主体部(参见图4)。位于相邻的支撑柱12之间的主体部的第二贯通孔111b可以为一个或多个。

在一些示例中，主体部11可以具有多个第一通孔112。由此，能够有利于成骨细胞在人工骨颗粒10上黏附、生长和爬行。

在一些示例中，第一通孔112可以为多边形孔。例如第一通孔112可以为四边形孔(参见图6)。本公开的示例不限于此，第一通孔112可以为圆形孔。

在一些示例中，第一通孔112可以与贯通孔111连通。在一些示例中，第一通孔112可以与第一贯通孔111a连通。第一通孔112可以与第二贯通孔111b连通(参见图5)。

在一些示例中，第一通孔112可以从第一侧面S3连通至贯通孔111。由此，能够有利于成骨细胞在人工骨材1的人工骨颗粒10的表面黏附、生长或爬行。其中，第一通孔112可以从第一侧面S3连通至第一贯通孔111a。第一通孔112可以从第一侧面S3与第二贯通孔111b连通(参见图5)。在一些示例中，第一通孔112可以从第一侧面S3与位于相邻的支撑柱12(后续具体描述)之间的主体部的第二贯通孔111b连通(参见图5)。

在一些示例中，第一通孔112可以从第二平面S₃₂连通至贯通孔111。在这种情况下，能够增大主体部11的第一侧面S3的面积，一定程度上减弱血液冲刷主体部11的第一侧面S3时产生的冲击力。其中，第一通孔112可以从第二平面S₃₂连通至第一贯通孔111a(参见图2至图5)。第一通孔112可以从第二平面S₃₂与第二贯通孔111b连通(参见图5)。

图7是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的支撑柱12的示意图。

在一些示例中，如上所述，人工骨颗粒10可以包括支撑柱12(参见图2)。支撑柱12的数量可以为多个。例如支撑柱12的数量可以为4个。多个支撑柱12可以形成在主体部11。在这种情况下，人工骨颗粒10的支撑柱12能够减缓血液冲刷对主体部11的冲击力，一定程度上改善人工骨颗粒10经血液冲刷带来的松动和失稳问题，提高人工骨材1在缺损部位的稳定性，从而改善人工骨材1的植入效果。

在一些示例中，多个支撑柱12可以设置在主体部11的周围。具体而言，多个支撑柱12可以沿着主体部11的长度方向L设置在主体部11的周围(参见图2至图4)。

在一些示例中，支撑柱12可以呈长条状。在一些示例中，支撑柱12可以呈柱状。例如，支撑柱12可以呈棱柱状(参见图7)。本公开的示例不限于此，支撑柱12可以呈圆柱状。在一些示例中，支撑柱12可以具有多个第二通孔121。由此，能够有利于成骨细胞在人工骨颗粒10表面黏附、生长和爬行。

在一些示例中，第二通孔121可以为多边形孔。例如第二通孔121可以为四边形孔(参见图7)。本公开的示例不限于此，第二通孔121可以为圆形孔。

在一些示例中，第二通孔121可以与贯通孔111连通。在一些示例中，第二通孔121可以与第二贯通孔111b连通(参见图5)。由此，能够进一步有利于成骨细胞在人工骨材1的人工骨颗粒10的表面黏附、生长或爬行。在一些示例中，第二通孔121可以与位于相邻的支撑柱12之间的主体部的第二贯通孔111b连通(参见图5)。

在一些示例中，第二通孔121可以与第一通孔112连通(参见图5)。由此，能够进一步有利于成骨细胞在人工骨材1的表面黏附、生长或爬行。

在一些示例中，支撑柱12可以具有多个第三通孔122。第三通孔122可以为多边形孔。例如第三通孔122可以为四边形孔(参见图7)。本公开的示例不限于此，第三通孔122可以为圆形孔。

在一些示例中，第三通孔122可以设置于支撑柱12的靠近下表面S2的一端(参见图3)。在一些示例中，第三通孔122可以设置于支撑柱12的从主体部11的下表面S2突起的部分(参见图3)。

在一些示例中，第三通孔122可以沿与长度方向L相交的方向贯穿支撑柱12。其中，与长度方向L相交的方向可以为与长度方向L正交的方向。

另外，在一些示例中，人工骨颗粒10的各个面可以有微孔结构。由此，能够有利于人工骨颗粒10的降解及新骨长入，以使由人工骨颗粒10堆积形成的人工骨材1具有良好的成骨效果。其中，人工骨颗粒10的各个面包括但不限于主体部11的上下表面和各个侧面，以及支撑柱12的侧面(后续描述)。

在一些示例中，支撑柱12可以沿着长度方向L延伸并从主体部11突起。在这种情况下，在植入缺损部位时，支撑柱12的突起能够提高人工骨颗粒10与宿主骨2之间的接触的稳定性，因此，具有突起的人工骨颗粒10能够更好地适应植入缺损部位。

在一些示例中，支撑柱12可以沿着长度方向L延伸并从主体部11的上表面S1或下表面S2突起。在一些示例中，支撑柱12可以沿着长度方向L延伸并从主体部11的上表面S1和下表面S2突起(参见图3)。

在一些示例中，突起可以具体棱台状的端部123(参见图3和图7)。由此，能够减少对宿主骨2的伤害。

在一些示例中，支撑柱12可以具有第三侧面S5。支撑柱12可以具有多个第三侧面S5。例如，支撑柱12可以具有2个第三侧面S5，也即支撑柱12可以具有4个侧面(参见图7)。第三侧面S5可以由相邻的第六平面S₅₁和第七平面S₅₂构成。第六平面S₅₁或第七平面S₅₂可以为四边形例如矩形(参见图7)。本公开的示例不限于此，第六平面S₅₁或第七平面S₅₂可以为曲面。

在另一些示例中，第三侧面S5可以为一个曲面。曲面例如可以为球面。

在一些示例中，如图7所示，第六平面S₅₁与第七平面S₅₂可以相交。第六平面S₅₁与第七平面S₅₂的夹角可以为锐角、直角或者钝角。第六平面S₅₁与第七平面S₅₂的夹角等于第四平面S₄₁与第五平面S₄₂的夹角。

在一些示例中，第六平面S₅₁可以与第四平面S₄₁贴合，第七平面S₅₂可以与第五平面S₄₂，在这种情况下，支撑柱12能够形成在主体部11。支撑柱12与主体部11形成人工骨颗粒10。

在本公开中，修补骨缺损的人工骨材1的孔隙率为60％至90％，其由多个人工骨颗粒10彼此堆积形成。人工骨颗粒10包括呈长条状的主体部11和形成在主体部11的多个支撑柱12，主体部11具有相对设置的上表面S1和下表面S2，以及贯穿上表面S1与下表面S2之间的贯通孔111。多个支撑柱12沿着主体部11的长度方向L设置在主体部11的周围，支撑柱12沿着长度方向L延伸并从主体部11突起。在这种情况下，具有突起的人工骨颗粒10能够更好地适应植入缺损部位；在植入缺损部位时，支撑柱12的突起能够提高人工骨颗粒10与宿主骨2之间的接触的稳定性；另外，人工骨颗粒10的支撑柱12能够减缓血液冲刷对主体部11的冲击力，一定程度上改善人工骨颗粒10经血液冲刷带来的松动和失稳问题，提高人工骨材1在缺损部位的稳定性，从而改善人工骨材1的植入效果。另外，本公开涉及的人工骨颗粒10在植入缺损部位时能够紧实充填，且人工骨颗粒10之间空腔比较小。

图8是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的变形例的示意图。

图8所示的人工骨颗粒10a是上述人工骨颗粒10的变形例。与上述人工骨颗粒10相比主要区别是：人工骨颗粒10a可以具有主体部11a和支撑柱12a。其中，主体部11a与上述人工骨颗粒10的主体部11相比，其第一侧面为一个曲面。支撑柱12a与上述人工骨颗粒10的支撑柱12相比，支撑柱12a为圆柱状。支撑柱12a的突起的端部为圆台。

本公开的示例不限于此，在另一些示例中，人工骨颗粒10可以与人工骨颗粒10a彼此堆积以形成人工骨材。在另一些示例中，人工骨颗粒10可以与其他结构(例如，扭工、扭王、方块、十字或四脚等结构)的人工骨颗粒彼此堆积以形成人工骨材。其中，混合堆积形成的人工骨材可以具有60-90％之间的连续梯度孔隙率。

图9是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例1的示意图。在另一些示例中，如图9所示，人工骨颗粒20a的结构可以称为四脚。人工骨颗粒20a可以包括4个突起21。突起21可以为柱状。4个突起的轴线分别为M₁、M₂、M₃和M₄。轴线M₁、M₂、M₃和M₄相交于点O。任意2条轴线间的夹角θ相等。夹角θ为109.47度。如图9所示，各个突起自点O沿轴线上的箭头方向延伸。柱状的突起21的直径自点O端到顶端渐缩。在突起21的顶端处可以为圆台状。在示例1中，各个突起形状相同。本公开的示例不限于此。

图10是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例2的示意图。在另一些示例中，如图10所示，人工骨颗粒30a的结构可以称为扭工。人工骨颗粒30a可以包括主体31、第一突起32和第二突起33。主体31、第一突起32和第二突起33均为柱状。第一突起32和第二突起33分别位于主体31的两端。主体31、第一突起32和第二突起33的轴线分别为E₁、E₂和E₃。轴线E₁与轴线E₂相交于点O₁且夹角β为90度。轴线E₁与轴线E₃相交于点O₂且夹角等于β。轴线E₂与轴线E₃不位于同一平面内。在一些示例中，轴线E₂垂直于轴线E₃。主体31沿轴线E₁方向上直径不变。第一突起32自点O₁沿轴线E₂向两端延伸且第一突起32的直径自点O₁端到两端渐缩。第二突起33自点O₂沿轴线E₃向两端延伸且第二突起33的直径自点O₂端到两端渐缩。

图11是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例3的示意图。在另一些示例中，如图11所示，人工骨颗粒40a的结构可以称为扭王。人工骨颗粒40a可以包括主体41、4个第一突起42和2个第二突起43。主体41为四棱柱。4个第一突起42位于主体部的两端处。2个第二突起43位于主体部的中间处。突起的延伸方向与主体41的长度方向L1正交。第一突起42的延伸方向与第二突起43的延伸方向垂直。位于同一端的两个第一突起42延伸方向相反。一端的第一突起42的延伸方向与另一端的第一突起42的延伸方向平行。2个第二突起43延伸方向相反。

在示例3中，第一突起42可以为棱台状，例如可以为四棱台(参见图11)。如图11所示，第一突起42的上底面X₁与长度方向L1平行。第一突起42的下底面与主体41的侧面Y₁贴合。第一突起42具有多个侧面。第一突起42的侧面X₂与主体41的侧面Y₂相交，其夹角可以用γ1表示。夹角γ1可以为但不限于170.54度。侧面Y₁与侧面Y₂的交线可以相交于侧棱U，第一突起42的侧棱V与侧棱U相交，其夹角可以用γ2表示。夹角γ2可以为但不限于71.80度。第二突起43的侧棱W与侧棱U相交，其夹角可以用γ3表示。夹角γ3可以为但不限于80.66度。

图12是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例4的示意图。图13是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒的示例5的示意图。在另一些示例中，如图12所示，人工骨颗粒50a的结构可以称为方块。人工骨颗粒50a可以立方体。人工骨颗粒50a可以包括贯穿立方体上下表面的第一贯通孔51、贯穿立方体左右表面的第二贯通孔52和贯穿立方体前后表面的第三贯通孔53。第一贯通孔51、第二贯通孔52和第三贯通孔53可以为圆形或者方形。第一贯通孔51、第二贯通孔52和第三贯通孔53相互连通。在另一些示例中，如图13所示，人工骨颗粒60a的结构可以称为十字。人工骨颗粒60a可以由7个人工骨颗粒50a组合形成。具体而言，将一个人工骨颗粒50a的6个表面上分别设置一个人工骨颗粒50a构成人工骨颗粒60a。

本公开还涉及一种人工骨颗粒的制备方法。利用下述的人工骨颗粒的制备方法能够获得上述的人工骨颗粒10。需要说明的是，本公开涉及的人工骨颗粒的制备方法还可以制备其他结构的人工骨颗粒。例如，扭工、扭王、方块、十字或四脚等结构。本公开涉及的人工骨颗粒的制备方法能够节约原料，获得具有较高一体性的人工骨颗粒10。下面结合附图进行具体说明。

图14是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的制备方法流程图。图15是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒10的烧结处理方法流程图。

在本公开中，如图14所示，人工骨颗粒10的制备方法可以包括准备表面改性剂溶液、具有生物活性的钙磷基陶瓷粉体和玛瑙球，将钙磷基陶瓷粉体与玛瑙球按照预定料球比进行混合，并加入表面改性剂溶液进行研磨，获得浆料，接着将浆料进行干燥和过滤处理获得目标陶瓷粉体(步骤S100)。

在一些示例中，表面改性剂溶液可以选自高级脂肪酸、高级磷酸酯盐、不饱和脂肪酸、不饱和有机酸的一种。

在一些示例中，步骤S100中表面改性剂溶液可以通过在无水乙醇内加入棕榈酸配制而成。其中，无水乙醇与棕榈酸的质量比可以为15:1至150:1，例如可以为15:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、80:1、90:1、100:1、120:1、150:1。

在一些示例中，表面改性剂与钙磷基陶瓷粉体的质量比可以为1:1至2:1，例如可以为1:1、1.2:1、1.5:1、2:1。

在一些示例中，在步骤S100中，钙磷基陶瓷粉体可以为可降解生物材料。另外，钙磷基陶瓷粉体可以是羟基磷灰石(HA)陶瓷粉体、磷酸三钙(β-TCP)陶瓷粉体或双相磷酸钙(BCP)陶瓷粉体中的一种或多种。此外，钙磷基陶瓷粉体也可以称为钙磷基生物活性陶瓷粉体。

在一些示例中，钙磷基生物活性陶瓷粉体中可以添加可降解高分子材料，由此，能够增加人工骨颗粒的韧性。可降解高分子材料可以是聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、胶原中的一种或几种。

在一些示例中，步骤S100中可以将钙磷基陶瓷粉体与玛瑙球按照预定料球比进行混合，加入表面改性剂溶液进行研磨，获得浆料。其中，预定料球比可以为1:1.5至1:2。例如，预定料球比可以为1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2。料球比可以是指钙磷基陶瓷粉体与玛瑙球的质量比。玛瑙球可以用于研磨。

在一些示例中，步骤S100中进行研磨的设备可以是磨罐。例如磨罐可以是玛瑙球磨罐。玛瑙球磨罐中的研磨也可以称为球磨。

在一些示例中，可以先将配置好的表面改性剂溶液引入玛瑙球磨罐中，然后将混合后的钙磷基陶瓷粉体与玛瑙球置于磨罐。在另一些示例中，可以先混合后的钙磷基陶瓷粉体与玛瑙球置于磨罐中，然后将将配置好的表面改性剂溶液加入玛瑙球磨罐。

在一些示例中，步骤S100中可以以第一预定转速进行研磨，获得浆料。例如，可以将玛瑙球磨罐以第一预定转速进行球磨以获得浆料。第一预定转速可以为300r2min-600r2min。例如，第一预定转速可以为300r2min、400r2min、500r2min或600r2min。另外，第一预定转速进行球磨的时间可以为4-6小时。例如，磨罐以第一预定转速进行球磨的时间可以为4小时、5小时和6小时。

在一些示例中，步骤S100中可以将浆料进行干燥和过滤处理获得目标陶瓷粉体。例如，可以将浆料放置于温度条件为60℃-70℃的烘箱内静置干燥12-14小时，再通过250或270目筛网过滤，得到目标陶瓷粉体。其中，烘箱的温度条件可以为60℃、65℃或70℃。静置干燥的时间可以为12小时、13小时或14小时。

在本公开中，如图14所示，人工骨颗粒10的制备方法可以包括准备光敏树脂，将光敏树脂与目标陶瓷粉体进行混合，加入分散剂和石墨烯进行研磨，获得打印用陶瓷浆料(步骤S200)。

在一些示例中，在步骤S200中，光敏树脂可以通过光引发剂和光敏树脂的单体配制而成。也即，可以利用光引发剂使光敏树脂的单体在预设波长的紫外光照射下发生聚合反应以获得光敏树脂。具体而言，可以对光引发剂与光敏树脂的单体进行混合，用搅拌器进行搅拌，利用光引发剂使光敏树脂的单体在一定波长的紫外光照射下发生聚合反应以获得光敏树脂。其中，预设波长可以为405nm。

在一些示例中，光引发剂可以为自由基引发剂中的至少一种。在一些示例中，光引发剂可以是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、1-羟基-环己基-苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、异丙基硫杂蒽酮或2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种或多种。

在一些示例中，光敏树脂的单体可以是1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。

在一些示例中，光引发剂与光敏树脂的单体的质量比可以为1:30至1:120，例如可以为1:30、1:50、1:80、1:100、1:120。

在一些示例中，钙磷基陶瓷粉体的质量占表面改性剂溶液、钙磷基陶瓷粉体与光引发剂的总质量的30％-80％，例如可以为30％、40％、50％、60％、70％或30％。

在一些示例中，步骤S200中可以将光敏树脂与目标陶瓷粉体进行混合，加入分散剂和石墨烯进行研磨，获得打印用陶瓷浆料。具体而言，可以将光敏树脂和目标陶瓷粉体进行混合后放置于磨罐中，接着在磨罐中加入分散剂和石墨烯，然后以第二预定转速进行研磨获得打印用陶瓷浆料。

在一些示例中，分散剂可以是磷酸酯类分散剂。分散剂可以是壬基酚聚醚磷酸酯，苯乙烯基聚醚磷酸酯，脂肪醇醚磷酸酯中的一种或多种。

在一些示例中，石墨烯的颗粒尺寸范围可以为200nm-600nm。例如，石墨烯的颗粒尺寸可以为200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm。

在一些示例中，石墨烯的质量可以为打印用陶瓷浆料的质量的0.5％-1％。例如，石墨烯与打印用陶瓷浆料的质量比可以为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％。由此，能够改善打印用陶瓷浆料的流动性，使打印成品(即人工骨颗粒胚体)表面光滑。

在一些示例中，石墨烯可以发挥润滑和微孔占位剂作用。在一些示例中，分散剂与石墨烯的质量比可以为3:1至1:1。例如，分散剂与石墨烯的质量比可以为3:1、2:1或1:1。由此，能够获得表面光滑的人工骨颗粒10。

在一些示例中，光敏树脂与目标陶瓷粉体的质量比可以为1:1至55:45。

在一些示例中，分散剂和石墨烯的总质量占光敏树脂、目标陶瓷粉体、分散剂和石墨烯的总质量的2％-3％，例如可以为2％、2.5％或3％。

在一些示例中，第二预定转速可以为600-800r2min。例如，第二预定转速可以为600r2min、650r2min、700r2min、750r2min或800r2min。另外，第二预定转速进行研磨的时间可以为6-8小时。例如，磨罐以第二预定转速进行球磨的时间可以为6小时、7小时和8小时。

在本公开中，如图14所示，人工骨颗粒10的制备方法可以包括利用设计软件设计人工骨颗粒10的模型，在3D打印设备中基于模型使用打印用陶瓷浆料进行打印，获得人工骨颗粒胚体(步骤S300)。

在一些示例中，步骤S300中可以利用设计软件设计人工骨颗粒10的模型。其中，设计软件可以包括但不限于soildworks等3D设计软件。人工骨颗粒10结构可以是上述描述的各种结构。也即可以基于上述涉及的各种结构的人工骨颗粒10设计人工骨颗粒10的模型。另外，人工骨颗粒10的模型需要参考缺损部位的大小进行设计。

在一些示例中，步骤S300中可以在3D打印设备中基于模型使用打印用陶瓷浆料进行打印，获得人工骨颗粒胚体。具体而言，可以将模型导入3D打印设备，设置3D打印设备的打印参数。其中，打印参数可以包括人工骨颗粒10的颗粒大小和颗粒边长。另外，可以将打印用陶瓷浆料置于3D打印设备的料盒内，进行光固化3D打印获得人工骨颗粒胚体。

在一些示例中，打印参数中的人工骨颗粒10的颗粒大小和颗粒边长与缺损部位的大小有关。

在本公开中，使用3D打印能够避免多余切削废料产生、加工快捷且成本较低，材料利用率可以达95％以上。3D打印设备占地面积小。利用3D打印获得的人工骨颗粒10的一体性较好。

在本公开中，如图14所示，人工骨颗粒10的制备方法可以包括将人工骨颗粒胚体用清洗后进行干燥处理，接着对人工骨颗粒胚体进行烧结获得人工骨颗粒10(步骤S400)。

在一些示例中，步骤S400中可以用无水乙醇清洗人工骨颗粒胚体。由此，能够去除人工骨颗粒胚体表面未固化的打印用陶瓷浆料。在一些示例中，步骤S400中可以利用马弗炉对人工骨颗粒胚体的烧结处理。

在一些示例中，如图15所示，在步骤S400中，烧结处理可以包括初始温度设置为20-25℃，并以2℃2分钟的升温速度升温到300-320℃，在300-320℃的温度条件下保温1-2小时(步骤S410)。初始温度可以设置为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或25℃。

在一些示例中，如图15所示，烧结处理可以包括以0.8-1℃2分钟的升温速度，从300-320℃升温到500-600℃，并在500-600℃的温度条件下保温5-6小时(步骤S420)。

在一些示例中，如图15所示，烧结处理可以包括以2-3℃2分钟的升温速度，从500-600℃升温到1050-1100℃，保温2-3小时(步骤S430)。

在一些示例中，如图15所示，烧结处理可以包括接着自然降温至室温(步骤S440)。由此，利用烧结处理能够将人工骨颗粒胚体烧结成所需的人工骨颗粒10。其中，室温可以为25-30℃，例如可以为25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃。

在一些示例中，利用600℃以上高温对人工骨颗粒胚体进行烧结能够去除石墨烯，使得石墨烯所在的原位转化为微孔。换而言之，利用600℃以上高温进行烧结石墨烯能够转变为无害的二氧化碳气体，使得人工骨颗粒10上留下微孔。在这种情况下，微孔结构有利于人工骨颗粒10的降解及新骨长入。

相对于现有的制备方法中，钙磷浆料流动性差、人工骨表面平滑度差，烧结后致密无孔的问题，在本公开中，利用具有生物活性的钙磷基陶瓷粉体制备人工骨颗粒10便于人工骨颗粒10植入缺损部位后进行降解；利用陶瓷粉体、表面改性剂溶液、光敏树脂、石墨烯能够制备获得流动性良好的浆料；其中，石墨烯在后续的烧结中能够转化为气体，使得人工骨颗粒10留下微孔结构，该微孔结构有利于人工骨颗粒10的降解及新骨长入；利用3D打印设备进行打印能够节约原料，获得具有较高一体性的人工骨颗粒10。

图16是示出了本公开示例所涉及的人工骨颗粒在犬骨缺损部位植入12个周切片染色图。以下，结合人工骨颗粒10的制备方法的实施例和对比例，对本公开的人工骨颗粒10的制备方法的效果进行相关说明。需要说明的是，本公开不限于实施例，还包括本领域技术人员可想到的各种变形例。

【实施例】

在实施例中，在50g无水乙醇内加入0.8g的棕榈酸配制表面活性剂溶液。称取50g的双相磷酸钙陶瓷粉体置于玛瑙球磨罐中，引入配制的表面活性剂溶液，再加入料球比为1：1.5的玛瑙珠。将玛瑙球磨罐置于球磨机内以300r2min的转速球磨4小时，获得混合充分的球磨浆料。将球磨浆料于60℃的烘箱内静置干燥12小时，再通过250目筛网过筛，得到表面改性的双相磷酸钙陶瓷粉末。

在实施例中，称取1.2g的光引发剂(苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦)与40g的光敏树脂的单体(1,6-己二醇二丙烯酸酯，HDDA)混合，在磁力搅拌器上搅拌5小时，使得光引发剂在单体中充分溶解，获得光敏树脂。

在实施例中，使光敏树脂53g与表面改性的双相磷酸钙陶瓷粉末45g混合，加入到玛瑙球磨罐，再加入1.5g的分散剂(壬基酚聚醚磷酸酯)和0.5g的石墨烯，在球磨机中以转速600r2min球磨6小时，使表面改性的双相磷酸钙陶瓷粉末在光敏树脂中均匀分散，得到光固化打印用陶瓷浆料。

在实施例中，在DLP打印设备当中设置打印参数，将Solidworks软件设计的上述的人工骨颗粒10的模型导入3D打印机，根据植骨部位需求设定颗粒大小和边长后，再将光固化打印用陶瓷浆料倒入料盒内，进行光固化3D打印获得人工骨颗粒胚体。

在实施例中，用无水乙醇清洗人工骨颗粒胚体表面未固化的打印浆料。干燥后，将人工骨颗粒胚体在马弗炉内烧结。烧结程序如下：从室温25℃以2℃2min的升温速度升温到300℃，然后在300℃保温1h。再以1℃2min的升温速度，从300℃升温到600℃，并于600℃条件下保温5h；再以2℃2min的升温速度，从600℃升温到1100℃，然后保温2h；最后自然降温至室温25℃，得到人工骨颗粒10。

接着，对实施例所获得的人工骨颗粒和由人工骨颗粒形成的人工骨材进行表征，表征结果如表1所示，具体表征方式如下：

(1)微观形貌结构：通过不同放大倍数扫描电子显微镜观察人工骨颗粒。放大倍数分别为30倍、10000倍、20000倍。

(2)孔隙率测试：取1cm³的人工骨颗粒堆积形成人工骨材，将其置于直径为8mm的透明亚克力管内，采用微计算机断层扫描技术(micro-CT)统计与分析人工骨材的孔隙率。

(3)抗冲击能力测试：取1cm³的人工骨颗粒堆积形成人工骨材，置于直径为8mm的透明亚克力管内。在透明亚克力管的一端以2mL2s的水流速度注射20mL的去离子水，冲击管道内堆积的人工骨颗粒。计算堆积的人工骨颗粒(即人工骨材)的冲击位移(mm)，其中，冲击位移＝冲击后颗粒堆积的长度-冲击前颗粒堆积的长度。

(4)成骨效果测试：在比格犬股骨髁外侧制造直径8mm，高10mm大小的圆柱体的缺损部位，并取出洞内残留的碎骨片，将人工骨颗粒缓缓填入缺损部位直至填充密实。逐层缝合肌肉、筋膜和皮肤。术后12周取材，样品经固定、包埋等步骤制成硬组织切片，采用H&E染色考察缺损部位的人工骨颗粒堆积形成的人工骨材的成骨效果，H&E染色结果如图16所示。

【对比例1】

先以与实施例相同的方式制备获得光固化打印用陶瓷浆料，然后以采用金属模注塑成形的方法制备人工骨颗粒，并以与实施例相同的方式进行表征，表征结果如表1所示。

在对比例1中，金属模注塑成形的方法包括：利用与实施例相同的方式制备获得打印用陶瓷浆料；成形过程：用CAD形成人工骨颗粒的形状后，并按照该形状制造金属模，金属模使用SKD11浮火材料，采用包括12个空腔的模。金属模的结构与上述人工骨颗粒10匹配，采用锁模力为12吨的卧式注射成形机将打印用陶瓷浆料注塑成形，将射出压力的初期设定值设为12Gpa，另外，成形机缸套的温度设为1300℃，金属模温度设为200℃；脱脂过程：在大气脱脂炉中，在大气环境下加热至最高温度10000℃，保持1小时后炉内冷却。脱脂过程包含冷却时间在内为18小时，作为***，采用90％氧化铝(气孔率20％)；烧结过程：从大气环境加热至最高温度10000℃，保持1小时后冷却。包含冷却时间在内的烧结时间为18小时。***直接采用脱脂过程的***。获得人工骨颗粒10。

【对比例2】

在对比例2中，与实施例相比，其区别在于光固化打印用陶瓷浆料的制备未加入石墨烯，其余以与实施例相同的方式制备获得人工骨颗粒，并以与实施例相同的方式进行表征，表征结果如表1所示。

【对比例3】

在对比例3中，与实施例相比，其区别在于人工骨颗粒10的模型为现有的球形，其余以与实施例相同的方式制备获得人工骨颗粒，并以与实施例相同的方式进行表征，表征结果如表1所示。

表1人工骨颗粒及人工骨材的表征结果对比表

基于表1所示，实施例与对比例1至对比例3各个对比例相比可知，利用本公开的制备方法获得的人工骨颗粒进而堆积形成的人工骨材具有良好的成骨效果。对比例1的制备方法获得的人工骨颗粒由于存在裂缝，导致降解过快，因此人工骨材的成骨效果比较差。对比例2的制备方法获得的人工骨颗粒由于表面没有丰富的微孔导致新骨无法通过微孔长入，因此人工骨材的成骨效果一般。对比例3获得的人工骨颗粒堆积获得的人工骨材的成骨效果一般。

人工骨材的抗冲击能力通过冲击位移体现，冲击位移越小，抗冲击能力越高。基于表1所示，实施例与对比例1至对比例3各个对比例相比可以看出，本公开的人工骨材的具有较高的抗冲击能力，换言之，本公开的人工骨材在缺损部位具有较高的稳定性和较好的植入效果。

在一些示例中，用于描述和要求保护本公开的某些示例的表示成分的量，性质比如浓度、反应条件等的数字应被理解为在一些场合下被术语“约”修饰。因此，在一些示例中，书面描述和所附权利要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以根据特定示例试图获得的期望性质而变化。在一些示例中，数字参数应该根据所报告的有效数字的数量并通过应用普通凑整技术来解释。尽管阐述本公开的一些示例的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体示例中阐述的数值是尽可能精确地报告的。在本公开的一些示例中呈现的数值可能包含必然由其相应测试测量中发现的标准偏差导致的某些误差。

虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员将认识到可以用于本公开的实践中的与本公开所描述的那些相似或等同的许多方法和材料。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。