Hydroksiapatiitin käyttöarvo johtuu sen korkeasta yhteensopivuudesta ihmisen luun kanssa ja sen ainutlaatuisista biologisista ja fysikaalisista ominaisuuksista, mikä antaa sille korvaamattoman edun biolääketieteen alalla.
1. Homologinen koostumus ihmisluun kanssa: "Saumattoman integraation" saavuttaminen
Noin 65 % ihmisen luun epäorgaanisesta komponentista on hydroksiapatiittia. Molempien kiderakenne ja kemiallinen koostumus ovat erittäin johdonmukaisia, minkä ansiosta luusolut tunnistavat hydroksiapatiitin "omaksi-komponentiksi" implantaation jälkeen, jolloin vältetään immuunihyljintä. Sen Ca/P-atomisuhde on noin 1,67, mikä vastaa täydellisesti luun luonnollista suhdetta, mikä edistää luusolujen kiinnittymistä, lisääntymistä ja erilaistumista. Ortopediselle sairaalalle suoritetuissa eläinkokeissamme sen jälkeen, kun 3D-painetut hydroksiapatiittiluutelineet istutettiin kanin luuvaurioihin, havaittiin uuden luun fuusioitumista telineeseen 4 viikon kuluessa ja jatkuvaa luukudosta oli muodostunut telineen sisään 8 viikon kuluttua.
2. Erinomainen bioaktiivisuus ja luustonjohtavuus: ohjaa luun uusiutumista
Hydroksiapatiitti vapauttaa hitaasti Ca2+- ja PO43⁻-ioneja kehon nesteissä. Nämä ionit eivät ainoastaan täydennä luun aineenvaihdunnassa tarvittavia epäorgaanisia komponentteja, vaan myös aktivoivat osteoblastien toimintaa edistäen uuden luun muodostumista-tämä on sen "bioaktiivisuus". Samanaikaisesti sen huokoinen rakenne (huokoisuus tyypillisesti 50-80 %) tarjoaa kanavia luusolujen kulkeutumiseen ja ravinteiden kuljetukseen, jolloin saavutetaan "osteokonduktiivisuus". Alan-johtavat ratkaisut vaativat yleensä hydroksiapatiittitelineet, joiden huokoskoot ovat 100–500 μm (vastaavat luusolujen kasvutarpeita). SLA-keraaminen tulostustekniikkamme mahdollistaa huokoskoon poikkeaman tarkan hallinnan ±20 μm:n sisällä, mikä varmistaa tehokkaan osteokonduktiivisuuden.
3. Erinomainen biologinen yhteensopivuus ja turvallisuus: Ei myrkyllisyysriskiä
Hydroksiapatiitti ei ole -sytotoksinen eikä -herkistävä, ja sen hajoamisnopeus in vivo on hallittavissa (tyypillisesti 5 %-15 % vuodessa). Se hajoaa vähitellen uuden luun muodostumisen aikana välttäen "luun toimintaan vaikuttavan rakennustelinejäämän" ongelman. Biomateriaaliyritykselle testatut 3D-painetut hydroksiapatiittinäytteet osoittivat solujen elinkelpoisuuden olevan yli 95 % sytotoksisuustestissä (MTT-menetelmä), mikä täytti lääketieteellisten materiaalien bioturvallisuusstandardin GB/T 16886.5-2017.
4. Säädettävät mekaaniset ominaisuudet ja prosessoitavuus: sovitettavissa erilaisiin korjausskenaarioihin
Säätämällä hydroksiapatiitin tiheyttä, huokoisuutta ja komposiittikomponentteja (kuten kollageenin ja kitosaanin kanssa), sen mekaanisia ominaisuuksia voidaan hallita: tiheä hydroksiapatiitti voi saavuttaa 50-80 MPa:n taivutuslujuuden (sopii luuvaurioiden korjaamiseen alhaisella kuormituksen-kantokyvyllä), kun taas huokoinen {0}hydroksiapatiitin{0}3}1 (sopii ei-kantaville alueille). Sillä välin, kun jauheen hiukkaskokoa säädetään 1–5 μm:n sisällä, siitä voidaan valmistaa liete (viskositeetti enintään 4000 cP), joka soveltuu valokovettuvaan keraamiseen 3D-tulostukseen, mikä mahdollistaa monimutkaisten rakenteiden tarkan muovauksen.
