吕坚院士团队《Bioactive Materials》：3D打印大马士革图案钛钽合金促进骨修复

背景：传统钛合金骨科植入物虽具有良好的力学性能和生物相容性，但缺乏主动诱导骨组织生长的生物活性，常需复杂的表面改性处理，且这些方法存在工艺复杂、成本高及涂层稳定性问题。研究目的：吕坚院士团队旨在通过激光粉末床熔融增材制造技术，在钛钽合金内部构建类似"大马士革钢"的周期性成分图案，经简单氧化形成表面周期性电位差，从而赋予材料内禀生物活性，促进骨再生，无需外接电源或额外涂层。结论：研究成功在钛钽合金上构建了约5.59-48.01 mV可调的周期性表面电位差。细胞实验表明，该电位差能显著促进骨髓间充质干细胞的增殖、铺展和成骨分化；大鼠颅骨缺损模型证实其有效促进新骨形成。机制上，周期性表面电位差通过调节细胞膜电位和钙离子内流，激活成骨分化与迁移相关通路。该设计将功能集成于材料制造阶段，为骨科植入物从"被动支撑"走向"主动修复"提供了新路径。