Binder jetting additive manufacturing (AM) is a promising process to print hydroxyapatite (HA) powder into bone tissue implants. However, one challenge remaining is the poor reactivity between HA powder with standard water-based ink. This study investigated different water-soluble adhesives to increase the 3D printability of HA powder. Maltodextrin and polyvinyl alcohol (PVOH) with low and high molecular weight (MW) were blended with HA from 10 to 30 wt.%. Powder characterisation and evaluation of the compressive properties and geometrical accuracy of the 3D printed scaffolds were performed to identify the optimal adhesive powder. This study adopted an image registration technique to quantify the geometrical accuracy of the final 3D printed scaffold in a more comprehensive and representative way than conventionally dimensional measurement. With these approaches, a highly promising binder jetting formulation has been developed via mixing HA powder with 30 wt.% PVOH (high MW). Samples manufactured from this formulation successfully achieved a geometrical accuracy greater than 85% and an excellent green compressive strength of 5.63 ± 0.27 MPa, which was 500% higher than the commercial binder jetting powder. This is the first study to demonstrate a high level of printability when using a formulation containing ≥70 wt.% HA powder and a water-based binder in the binder jetting AM process. Using the optimal powder composition developed in this study could potentially improve the structural, mechanical, and biological performances of HA-based 3D scaffolds manufactured using the binder jetting AM process for bone tissue engineering applications.

粘合剂喷射增材制造（AM）是将羟基磷灰石（HA）粉末印刷到骨组织植入物中的一种有前途的工艺。然而，剩下的挑战之一是HA粉末与标准水性油墨之间的不良反应性。这项研究调查了各种水溶性粘合剂，以提高HA粉的3D可印刷性。将低分子量和高分子量（MW）的麦芽糖糊精和聚乙烯醇（PVOH）与10至30 wt。％的HA混合。进行粉末表征以及3D打印支架的压缩性能和几何精度的评估，以确定最佳的粘合剂粉末。这项研究采用图像配准技术，以比常规尺寸测量更全面，更具代表性的方式量化最终3D打印支架的几何精度。通过这些方法，通过将HA粉末与30 wt。％PVOH（高MW）混合，已经开发出一种很有前途的粘合剂喷射配方。用这种配方制成的样品成功地实现了超过85％的几何精度，以及5.63±0.27 MPa的优异生坯抗压强度，比商用粘合剂喷射粉末高500％。这是第一个证明在粘合剂喷射AM工艺中使用包含≥70 wt％HA粉末和水基粘合剂的配方时具有高印刷适性的研究。使用在这项研究中开发的最佳粉末成分可以潜在地改善使用粘合剂喷射AM工艺制造的用于骨组织工程应用的基于HA的3D支架的结构，机械和生物学性能。通过将HA粉末与30 wt。％PVOH（高MW）混合，已开发出一种很有前途的粘合剂喷射配方。用这种配方制成的样品成功地实现了超过85％的几何精度，以及5.63±0.27 MPa的优异生坯抗压强度，比商用粘合剂喷射粉末高500％。这是第一个证明在粘合剂喷射AM工艺中使用包含≥70 wt％HA粉末和水基粘合剂的配方时具有高印刷适性的研究。使用在这项研究中开发的最佳粉末成分可以潜在地改善使用粘合剂喷射AM工艺制造的用于骨组织工程应用的基于HA的3D支架的结构，机械和生物学性能。通过将HA粉末与30 wt。％PVOH（高MW）混合，已开发出一种很有前途的粘合剂喷射配方。用这种配方制成的样品成功地实现了超过85％的几何精度，以及5.63±0.27 MPa的优异生坯抗压强度，比商用粘合剂喷射粉末高500％。这是第一个证明在粘合剂喷射AM工艺中使用包含≥70 wt％HA粉末和水基粘合剂的配方时具有高印刷适性的研究。使用在这项研究中开发的最佳粉末成分可以潜在地改善使用粘合剂喷射AM工艺制造的用于骨组织工程应用的基于HA的3D支架的结构，机械和生物学性能。％PVOH（高分子量）。用这种配方制成的样品成功地实现了超过85％的几何精度，以及5.63±0.27 MPa的优异生坯抗压强度，比商用粘合剂喷射粉末高500％。这是第一个证明在粘合剂喷射AM工艺中使用包含≥70 wt％HA粉末和水基粘合剂的配方时具有高印刷适性的研究。使用在这项研究中开发的最佳粉末成分可以潜在地改善使用粘合剂喷射AM工艺制造的用于骨组织工程应用的基于HA的3D支架的结构，机械和生物学性能。％PVOH（高分子量）。用这种配方制成的样品成功地实现了超过85％的几何精度，以及5.63±0.27 MPa的优异生坯抗压强度，比商用粘合剂喷射粉末高500％。这是第一个证明在粘合剂喷射AM工艺中使用包含≥70 wt％HA粉末和水基粘合剂的配方时具有高印刷适性的研究。使用在这项研究中开发的最佳粉末成分可以潜在地改善使用粘合剂喷射AM工艺制造的用于骨组织工程应用的基于HA的3D支架的结构，机械和生物学性能。63±0.27 MPa，比商业粘合剂喷射粉末高500％。这是第一个证明在粘合剂喷射AM工艺中使用包含≥70 wt％HA粉末和水基粘合剂的配方时具有高印刷适性的研究。使用在这项研究中开发的最佳粉末成分可以潜在地改善使用粘合剂喷射AM工艺制造的用于骨组织工程应用的基于HA的3D支架的结构，机械和生物学性能。63±0.27 MPa，比商业粘合剂喷射粉末高500％。这是第一个证明在粘合剂喷射AM工艺中使用包含≥70 wt％HA粉末和水基粘合剂的配方时具有高印刷适性的研究。使用在这项研究中开发的最佳粉末成分可以潜在地改善使用粘合剂喷射AM工艺制造的用于骨组织工程应用的基于HA的3D支架的结构，机械和生物学性能。