在治疗复杂骨折或骨缺损时，外科医生通常会使用金属植入物。在此背景下，可生物降解的镁及其合金是传统材料（如生物惰性钛）的有吸引力的替代品。这种轻金属植入物的优势在于，它们可在体内降解，而镁作为一种矿物质营养素可被人体吸收，因此无需再进行二次手术取出植入物。
为促进快速愈合，植入物或其表面的设计需要促进细胞黏附，甚至促进细胞向植入物内部生长。因此，研究人员开发了一种制造镁植入物的新工艺，这种植入物含有大量结构有序的孔隙，同时仍能保持机械稳定性。
为制造多孔结构，研究人员首先使用3D打印机打印出三维盐模板。由于纯净的普通食盐不适合用于打印，他们为此开发了一种凝胶状盐膏。研究人员可以利用打印过程调整盐模板的支柱直径和间距。
为获得足够的机械强度，研究人员随后对盐结构进行了烧结。烧结过程中，研究人员将细晶材料加热至较高温度，同时选择一个明显低于盐膏熔点的温度，以保持工件的结构。
下一步是用镁液填充孔隙。“以这种方式获得的渗透件机械稳定性很高，并且易于抛光、车削和成型”，苏黎世联邦理工学院材料系金属物理与技术教授Jörg Löffler表示。机械成型后，研究人员溶解了盐，得到了一个纯镁植入物，其中含有大量规则排列的孔隙。
“能够控制材料中孔隙的尺寸、分布和取向，对临床成功至关重要，因为骨细胞喜欢向这些孔隙中生长”，Löffler表示。这一过程是植入物与骨组织快速融合的关键。
这种由盐制造模板结构的新工艺，也可应用于镁以外的其他材料。研究人员预计，该工艺有助于调整聚合物、陶瓷及其他轻金属中的孔隙几何形状。
这一新制造工艺的构想源于Nicole Kleger的硕士论文。她现为André Studart所在复合材料研究组的博士生，研究人员在其指导下打印了最初的盐模板。苏黎世联邦理工学院卓越奖学金与机会计划资助了Kleger的初步研究。在其博士论文项目中，Kleger目前正在进一步开发这种3D打印工艺。
该研究发表于《Advanced Materials》。
