3D printing of ceramic-based scaffolds for bone tissue engineering: an overview
Source abstract
Abstract
Currently, one of the most promising strategies in bone tissue engineering focuses on the development of biomimetic scaffolds. Ceramic-based scaffolds with favorable osteogenic ability and mechanical properties are promising candidates for bone repair. Three-dimensional (3D) printing is an additive manufacturing technique, which allows the fabrication of patient-specific scaffolds with high structural complexity and design flexibility, and gains growing attention. This review aims to highlight advances in 3D printing of ceramic-based scaffolds for bone tissue engineering. Technical limitations and practical challenges are emphasized and design considerations are also discussed.
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Research context
OpenAlex topics: Bone Tissue Engineering Materials · Additive Manufacturing and 3D Printing Technologies · Dental Implant Techniques and Outcomes
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Affiliations
School of Materials Science and Engineering
University of Shanghai for Science and Technology
Shanghai 200093
China
Shanghai Innovation Institute for Materials
Funding
Science and Technology Commission of Shanghai Municipality · University of Shanghai for Science and Technology
References (100+)
Show source-provided references
1. Service · Science · 2000 · 289 · 149810.1126/science.289.5484.1498 ↗
2. Lopez-Heredia · Biomaterials · 2008 · 29 · 260810.1016/j.biomaterials.2008.02.021 ↗
3. Ho · Int. J. Precis. Eng. Manuf. · 2015 · 16 · 103510.1007/s12541-015-0134-x ↗
4. Janicki · Injury · 2011 · 42 · 7710.1016/j.injury.2011.06.014 ↗
5. Riau · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 3556510.1021/acsami.6b12371 ↗
6. Fillingham · J. Orthop. Surg. · 2016 · 24 · 22210.1177/1602400220 ↗
7. Shaunak · Curr. Stem Cell Res. Ther. · 2017 · 12 · 22510.2174/1574888X11666160429122238 ↗
8. Zhu · J. Mater. Sci. · 2015 · 51 · 83610.1007/s10853-015-9406-1 ↗
9. Tack · Biomed. Eng. Online · 2016 · 15 · 11510.1186/s12938-016-0236-4 ↗
10. Guvendiren · ACS Biomater. Sci. Eng. · 2016 · 2 · 167910.1021/acsbiomaterials.6b00121 ↗
11. Zein · Biomaterials · 2002 · 23 · 116910.1016/S0142-9612(01)00232-0 ↗
12. Cooke · J. Biomed. Mater. Res., Part B · 2003 · 64b · 6510.1002/jbm.b.10485 ↗
13. Dhariwala · Tissue Eng. · 2004 · 10 · 131610.1089/ten.2004.10.1316 ↗
14. Williams · Biomaterials · 2005 · 26 · 481710.1016/j.biomaterials.2004.11.057 ↗
15. Shahzad · Ceram. Int. · 2012 · 38 · 124110.1016/j.ceramint.2011.08.055 ↗
16. Derby · Annu. Rev. Mater. Res. · 2010 · 40 · 39510.1146/annurev-matsci-070909-104502 ↗
17. Wu · J. Med. Biol. Eng. · 2015 · 35 · 28510.1007/s40846-015-0038-3 ↗
18. Zhang · Acta Biomater. · 2014 · 10 · 226910.1016/j.actbio.2014.01.001 ↗
19. Zhu · Biomater. Sci. · 2015 · 3 · 123610.1039/C5BM00132C ↗
20. Zhu · J. Univ. Shanghai Sci. Technol. · 2017 · 39 · 473
21. Ebrahimi · Mater. Sci. Eng., C · 2017 · 71 · 129310.1016/j.msec.2016.11.039 ↗
22. Hench · Science · 2002 · 295 · 101410.1126/science.1067404 ↗
23. Stevens · Mater. Today · 2008 · 11 · 1810.1016/S1369-7021(08)70086-5 ↗
24. Wen · Biomater. Sci. · 2017 · 5 · 169010.1039/C7BM00315C ↗
25. Salgado · Macromol. Biosci. · 2004 · 4 · 74310.1002/mabi.200400026 ↗
26. Tamjid · J. Biomed. Mater. Res., Part A · 2013 · 101 · 279610.1002/jbm.a.34584 ↗
27. Barone · Polym. Adv. Technol. · 2011 · 22 · 46310.1002/pat.1845 ↗
28. Lashneva · Glass Ceram. · 1998 · 55 · 35710.1007/BF02694271 ↗
29. Ko · Dent. Mater. · 2007 · 23 · 134910.1016/j.dental.2006.11.023 ↗
30. Hannink · J. Am. Ceram. Soc. · 2000 · 83 · 46110.1111/j.1151-2916.2000.tb01221.x ↗
31. Luo · Mater. Sci. Eng., C · 2009 · 29 · 142210.1016/j.msec.2008.11.012 ↗
32. Marchi · J. Biomed. Mater. Res., Part B · 2010 · 94 · 30510.1002/jbm.b.31652 ↗
33. Li · Ceram. Int. · 2017 · 43 · 1608410.1016/j.ceramint.2017.08.125 ↗
34. Liu · Mater. Sci. Eng., C · 2017 · 70 · 80510.1016/j.msec.2016.09.060 ↗
35. Hsing Liu · Int. J. Eng. Technol. · 2015 · 7 · 5510.7763/IJET.2015.V7.766 ↗
36. Zhang · Adv. Eng. Mater. · 2009 · 11 · 103910.1002/adem.200900051 ↗
37. Cao · J. Mater. Process. Technol. · 2015 · 217 · 24110.1016/j.jmatprotec.2014.11.021 ↗
38. Feilden · J. Eur. Ceram. Soc. · 2016 · 36 · 252510.1016/j.jeurceramsoc.2016.03.001 ↗
39. Zhao · J. Eur. Ceram. Soc. · 2017 · 37 · 511910.1016/j.jeurceramsoc.2017.06.050 ↗
40. Faes · CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology · 2016 · 14 · 2810.1016/j.cirpj.2016.05.002 ↗
41. Shao · Ceram. Int. · 2017 · 43 · 1393810.1016/j.ceramint.2017.07.124 ↗
42. Li · Mater. Des. · 2015 · 72 · 1610.1016/j.matdes.2015.02.018 ↗
43. Guarino · Expert Rev. Med. Devices · 2007 · 4 · 40510.1586/17434440.4.3.405 ↗
44. Kokubo · Biomaterials · 2003 · 24 · 216110.1016/S0142-9612(03)00044-9 ↗
45. Gerhardt · Materials · 2010 · 3 · 386710.3390/ma3073867 ↗
46. Xin · J. Inorg. Mater. · 2017 · 32 · 83710.15541/jim20170171 ↗
47. Roy · J. Biomed. Mater. Res. · 2003 · 47A · 1128
48. Leukers · J. Mater. Sci.: Mater. Med. · 2005 · 16 · 1121
49. Fierz · Biomaterials · 2008 · 29 · 379910.1016/j.biomaterials.2008.06.012 ↗
50. Seitz · J. Biomed. Mater. Res., Part B · 2005 · 74 · 78210.1002/jbm.b.30291 ↗
51. Lei · Rapid Prototyp. J. · 2014 · 20 · 39010.1108/RPJ-10-2012-0095 ↗
52. Warnke · J. Biomed. Mater. Res., Part B · 2010 · 93 · 21210.1002/jbm.b.31577 ↗
53. Wu · Ceram. Int. · 2013 · 39 · 238910.1016/j.ceramint.2012.08.091 ↗
54. Wang · Colloids Surf., B · 2016 · 141 · 49110.1016/j.colsurfb.2016.02.007 ↗
55. Fiocco · J. Eur. Ceram. Soc. · 2016 · 36 · 321110.1016/j.jeurceramsoc.2016.05.013 ↗
56. Lee · Int. J. Precis. Eng. Manuf. · 2016 · 17 · 171110.1007/s12541-016-0198-2 ↗
57. Vorndran · Adv. Eng. Mater. · 2008 · 10 · 6710.1002/adem.200800179 ↗
58. Almela · Bioprinting · 2017 · 6 · 110.1016/j.bprint.2017.04.001 ↗
59. Butscher · Acta Biomater. · 2012 · 8 · 37310.1016/j.actbio.2011.08.027 ↗
60. Butscher · Acta Biomater. · 2013 · 9 · 536910.1016/j.actbio.2012.10.009 ↗
61. Butscher · Acta Biomater. · 2013 · 9 · 914910.1016/j.actbio.2013.07.019 ↗
62. Miranda · J. Biomed. Mater. Res., Part A · 2008 · 85 · 21810.1002/jbm.a.31587 ↗
63. Tarafder · J. Tissue Eng. Regener. Med. · 2013 · 7 · 63110.1002/term.555 ↗
64. Tarafder · Biomater. Sci. · 2013 · 1 · 125010.1039/c3bm60132c ↗
65. Xie · MRS Commun. · 2015 · 5 · 63110.1557/mrc.2015.74 ↗
66. Bernardo · Materials · 2014 · 7 · 192710.3390/ma7031927 ↗
67. Elsayed · J. Eur. Ceram. Soc. · 2017 · 37 · 418710.1016/j.jeurceramsoc.2017.05.021 ↗
68. Eckel · Science · 2016 · 351 · 5810.1126/science.aad2688 ↗
69. Zocca · Biofabrication · 2015 · 7 · 02500810.1088/1758-5090/7/2/025008 ↗
70. Shao · Biofabrication · 2017 · 9 · 02500310.1088/1758-5090/aa663c ↗
71. Hench · J. Mater. Sci.: Mater. Med. · 2006 · 17 · 967
72. Kolan · Biofabrication · 2011 · 3 · 02500410.1088/1758-5082/3/2/025004 ↗
73. Kolan · J. Mech. Behav. Biomed. Mater. · 2012 · 13 · 1410.1016/j.jmbbm.2012.04.001 ↗
74. Seidenstuecker · Materials · 2018 · 11 · 1310.3390/ma11010013 ↗
75. Fu · Acta Biomater. · 2011 · 7 · 354710.1016/j.actbio.2011.06.030 ↗
76. Fu · Adv. Funct. Mater. · 2011 · 21 · 105810.1002/adfm.201002030 ↗
77. Olhero · J. Mater. Sci. · 2017 · 52 · 1207910.1007/s10853-017-1347-4 ↗
78. Meseguer-Olmo · J. Biomed. Mater. Res., Part A · 2013 · 101 · 203810.1002/jbm.a.34511 ↗
79. Yu · Biomater. Sci. · 2017 · 5 · 169010.1039/C7BM00315C ↗
80. Wang · Composites, Part B · 2017 · 110 · 44210.1016/j.compositesb.2016.11.034 ↗
81. Trachtenberg · J. Biomater. Sci., Polym. Ed. · 2017 · 28 · 53210.1080/09205063.2017.1286184 ↗
82. Malayeri · J. Tissue Eng. Regener. Med. · 2012 · 6 · 367
83. Michna · Biomaterials · 2005 · 26 · 563210.1016/j.biomaterials.2005.02.040 ↗
84. Wei · Ceram. Int. · 2017 · 43 · 1370210.1016/j.ceramint.2017.07.082 ↗
85. Jakus · Sci. Transl. Med. · 2016 · 8 · 358ra12710.1126/scitranslmed.aaf7704 ↗
86. Davila · J. Appl. Polym. Sci. · 2016 · 133 · 4303110.1002/app.43031 ↗
87. Gao · Biomed. Mater. · 2015 · 10 · 03500910.1088/1748-6041/10/3/035009 ↗
88. Zhu · Microporous Mesoporous Mater. · 2008 · 112 · 49410.1016/j.micromeso.2007.10.029 ↗
89. Yun · Mater. Sci. Eng., C · 2011 · 31 · 19810.1016/j.msec.2010.08.020 ↗
90. Peng · Biomaterials · 2012 · 33 · 158310.1016/j.biomaterials.2011.10.072 ↗
91. Zhao · J. Mater. Chem. B · 2014 · 2 · 610610.1039/C4TB00838C ↗
92. Seliktar · Science · 2012 · 336 · 112410.1126/science.1214804 ↗
93. Billiet · Biomaterials · 2012 · 33 · 602010.1016/j.biomaterials.2012.04.050 ↗
94. Malda · Adv. Mater. · 2013 · 25 · 501110.1002/adma.201302042 ↗
95. Gao · Biotechnol. J. · 2014 · 9 · 130410.1002/biot.201400305 ↗
96. Wu · Acta Biomater. · 2011 · 7 · 264410.1016/j.actbio.2011.03.009 ↗
97. Zhao · Acta Biomater. · 2015 · 12 · 27010.1016/j.actbio.2014.10.015 ↗
98. Zhang · Acta Biomater. · 2014 · 10 · 226910.1016/j.actbio.2014.01.001 ↗
99. Ziv · Biomaterials · 2014 · 35 · 373610.1016/j.biomaterials.2014.01.029 ↗
100. West · Biomaterials · 2007 · 28 · 443910.1016/j.biomaterials.2007.07.001 ↗