• 科研平台（机构）名称

山东大学3D打印口腔医学研究中心（Research Center of 3D Printing in Stomatology）

• 研究领域

研究方向一：3D打印生物材料与大块骨再生。聚焦瓶颈问题，通过新材料研发和仿生结构设计与制造，基于组织或器官打印实现大块活性骨组织再生。

研究方向二：3D打印植入物临床应用前研究。对钛金属、高分子和团队研发的多种3D打印羟基磷灰基陶瓷进行临床试验前研究，基于生物力学优化结构设计。

研究方向三：3D打印植入物临床研究与产业化。对钛金属、高分子材料和团队新研发的多种3D打印羟基磷灰石基陶瓷材料进行临床试验，与企业合作推进产业化。

科研平台（机构）负责人：

来庆国，医学博士，教授，主任医师，山东大学博士生导师，博士后合作导师，齐鲁医学名医（杰出青年医师），上海第九人民医院博士后，留英访问学者。现任山东大学第二医院口腔科主任，山东大学3D打印口腔医学研究中心主任。中华口腔医学会口腔生物医学专委会委员，中华口腔医学会口腔颌面头颈肿瘤专委会青委，中国临床肿瘤学会头颈肿瘤专家委员会委员，山东省老年医学学会口腔种植专委会主委等。擅长口腔颌面-头颈部肿瘤的手术治疗和显微外科修复重建、全口种植牙和正颌创伤整形外科。

基础研究方面致力于生物陶瓷材料的研发及增材制造，将3D打印技术运用于骨组织工程支架结构设计，研发适用于体内复杂生态环境的功能化骨支架。临床研究方面聚焦3D打印植入物的数字化设计及其临床应用研究，创新性开展多例国际首例3D打印植入物重建颌面骨缺损手术，顺利完成3D打印辅助下的数字化精准外科手术100余例。共发表SCI文章10余篇，累计承担国家级及省部级立项课题10余项，科研经费累计500万，国家发明专利1项，主编和副主编著作各1部。

• 科研平台（机构）概况

“山东大学3D打印口腔医学研究中心”于2018年6月由张志愿院士亲临现场揭牌成立，与上海交通大学第九人民医院张陈平教授团队和山东大学机械学院邹斌教授团队建立战略合作关系，致力于陶瓷材料的改性、组织工程支架结构的仿生设计、增材制造工艺流程的优化、多功能生物活性支架的研发、生物3D打印及3D打印在口腔医学中的临床应用等研究，突破组织工程促骨再生的瓶颈，探讨医工交叉创新转化的价值方向，在骨组织工程支架材料及结构研究与3D打印的临床应用方面两面开花：

（1）改良羟基磷灰石（HA）基陶瓷材料的韧性与生物活性，优化其增材制造工艺并3D打印成型仿生支架促骨组织再生；

（2）优化3D打印钛植入物的数字化设计与性能，开展3D打印辅助下的个性化精准外科手术100余例，拥有丰富的3D打印数字化手术经验。

山东大学3D打印口腔医学研究中心聚焦口腔医学临床热点、难点问题，基于3D打印数字化新技术的临床应用与产业化，助力口腔颅颌面复杂解剖结构的精准重建；基于增材制造技术优化改良骨再生材料、研发仿生骨组织工程支架，力求突破骨组织工程促大块骨再生的瓶颈。平台力争以先进、自动化、高通量、与自身体系相匹配的技术及设备为基础，建立完善的质控体系、流程体系及信息化体系，开展院企合作完成研究成果的临床转化，打造医教研产一体化的研究平台。

• 合作交流

    科研平台负责人山东大学第二医院来庆国教授与山东大学机械学院邹斌教授在3D打印颅颌面生物材料领域成立了“学科交叉导师创新团队”，以学校交叉学科博士生专项计划为平台，致力于交叉人才的培养和骨再生材料的研发，与2019-2022连续四年荣获“山东大学优秀学科交叉导师创新团队”。依托“山东大学第二医院中心实验室”、“高效洁净机械制造教育部重点实验室”及“快速制造国家工程研究中心山东大学增材制造研究中心”，拥有全套细胞分子生物学实验设备、多间动物饲养间、相关动物实验仪器，具备制造高力学性能 羟基磷灰石（HA）、磷酸三钙、氧化铝及氧化锆等陶瓷零件的能力。目前已累计参与发表相关SCI论文20余篇，申请及授权国家技术发明专利2项，省级科技奖励1项。

• 学生培养

平台目前配备高级职称人员5人、固定研究员8人、博士生3人、硕士生23人、本科生7人，拟招募口腔医学、基础医学、生命科学、材料科学、机械工程等医工交叉领域的优秀人才，由医学及工学领域的多位教授联合指导，分别负责新材料的研发、支架结构设计、增材制造工艺优化和3D打印临床应用设计等多个方向，并定期开展交流活动促进医工交叉的创新融合。

 科研平台（机构）研究成果

 实验室在骨再生材料及骨组织工程仿生支架研和临床3D打印数字化手术设计领域齐头并进，成果颇丰：

  1.研发具备良好生物相容性及成骨性能的可3D打印的光敏HA浆料，突破 HA 脆性大、难塑形的弊端，实现 HA 的自由成形，且具备良好的骨再生性能。（全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2019.06.031）

SLA 3D打印HA基多孔陶瓷支架工作示意图

CCK-8法细胞毒性试验的OD值

烧结后样品XRD

(a)打印件SEM图像；(b)脱脂件SEM图像；(c)烧结件SEM图像

 2.受天然丝⽠络轻质、坚韧、耐磨及多层多孔⽹状结构的启发，制备了具备低密度、⾼孔隙率、低流动阻⼒及良好促骨再生性能的仿生丝瓜络多级微纳结构HA支架。（全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.04.043）

四种仿丝瓜络结构支架的三维模型及3D打印样品

(a-b)I型和III型的表面微观结构；(c)打印后支架的晶粒形态；(d)脱脂后支架的晶粒形态；(e)烧结后支架的晶粒形态；(f1-f3)I型横截面图像；(g1-g3)III型横截面图像

  3.利用柱状β-Si₃N₄作为增强相，烧结助剂La³⁺/Y³⁺作为活性离子，制备了β-Si₃N₄ /HA复合生物陶瓷材料，在维持HA生物活性的同时，从材料及工艺上优化了HA材料的机械性能，为HA基陶瓷在承重部位修复大块骨缺损奠定了一定材料基础。（全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.08.332.）

氮化硅含量和烧结对β-Si₃N₄/HA复合陶瓷力学性能的影响：(a)相对密度、(b)显微硬度、(c)断裂韧性

不同含量氮化硅对β-Si₃N₄/HA复合陶瓷(a)蛋白吸附、(b)镧离子释放、(c)硅离子释放的影响

培养(A)1天和(B)3天后，MC3T3-E1在复合陶瓷上的CLSM图像，(C)培养1天后，MC3T3-E1在复合陶瓷上粘附的细胞数量

  4.应用数字光成型技术（DLP）增材制造具有优异力学性能和增强成骨活性的多孔氧化石墨烯（GO）/HA复合生物陶瓷支架。（https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111231）

rBMSCs在HA、0.1GO，0.2GO和0.4GO生物陶瓷支架中培养3天在单个孔内及其周围的CLSM图像

rBMSCs在HA、0.1GO，0.2GO和0.4GO生物陶瓷支架中培养7天(a) ALP染色图和(b)相对ALP活性

rBMSCs在HA、0.1GO，0.2GO和0.4GO生物陶瓷支架中培养21天的ARS染色图；（b，c）rBMSCs在HA、0.1GO，0.2GO和0.4GO生物陶瓷支架上培养14天的成骨基因表达

  5.国际首例3D打印“钛金属下颌骨”修复儿童下颌骨缺损，术后随访5年未发现生长受限及并发症的发生

  6.国际首创以种植修复为导向的3D打印下颌骨+3D打印重建板+自体血管化腓骨“组装式手术”重建颌骨缺损，兼顾咬合及美观的双重修复。（全文链接：https://doi.org/10.1007/s42242-021-00181-0）

  7.基于3D打印的颅颌面缺损数字重建技术。（文章链接：https://doi.org/10.1097/SCS.0000000000005031

  8.基于3D打印的颌骨微创手术促进骨再生技术。

  9.基于3D打印的咬合重建与赝复体修复技术。

 联系电话：来庆国  17660083277

 电子信箱：sdhospital@126.com  

 通讯地址：山东省济南市天桥区北园大街247号口腔科