一种基于3D打印的多层梯度仿生关节软骨材料制备工艺制造技术

一种基于3D打印的多层梯度仿生关节软骨材料制备工艺，属于仿生材料制备工艺。制备材料包括：用于3D打印的改性超高分子量聚乙烯材料；重铬酸氧化溶液；酯化接枝溶液；聚乙二醇溶液；三种仿生关节软骨材料。制备工艺：1)利用3D打印技术制备多孔超高分子量聚乙烯；2)在3D打印多孔超高分子量聚乙烯表面交联PVA/HA复合水凝胶仿生软骨材料；3)步骤2后的试样经酯化处理，再次交联PVA/HA-PAA复合水凝胶仿生软骨材料；4)步骤3后的试样再次酯化处理并交联PVA水凝胶仿生软骨材料；从而获得具有多层梯度结构的仿生关节软骨材料。制备出的仿生软骨材料与天然软骨结构、功能相类似，不易磨损松动、界面润滑性好、生物活性充足，一定程度上替代了软骨的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仿生关节软骨材料制备工艺，特别是一种基于3D打印的多层梯度仿生关节软骨材料制备工艺。
技术介绍
人体天然关节由关节面、关节腔与关节囊几部分组成，关节头和关节窝的表面覆盖着关节软骨，关节软骨是一种高水合生物组织，主要由软骨细胞、细胞外基质和水组成。天然关节软骨的结构是不均匀、非线性、各向异性的，自关节表面向深部可分为五层:浅表层、中间层、深层、钙化层和软骨下骨，各层之间的成分、结构迥异，且不同区域具有不同的力学性能，而各层之间又有着非常密切的依赖关系，共同行使软骨的功能。在人体的正常生理环境中关节软骨可以提供一个优良的润滑承载关节面，可以承载传递7-9倍人体的重量，并且摩擦系数极低(0.001-0.03)，通常来说，能够正常运动70年以上。由于关节是人体承受载荷最大的生物摩擦副，因此关节软骨要承受一生中运动所致的周而复始的磨损，随着年龄的增长，以及先天性疾病、磨损、外伤等多种因素，会导致软骨细胞的代谢紊乱，软骨中的蛋白多糖含量大大减少，关节软骨弹性下降，胶原纤维出现断裂，导致关节软骨不断退化和磨损，关节滑液不足，出现软化、糜烂、脱落、软骨下骨暴露，骨与骨之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于3D打印的多层梯度仿生关节软骨的材料，其特征是：制备基于3D打印的多层梯度仿生关节软骨所需材料有：可用于3D打印的改性超高分子量聚乙烯材料，具体成分包括：超高分子量聚乙烯60.8%、低密度聚乙烯23.7%、碳纳米管8.8%、滑石粉3.4%、聚（甲基）丙烯酸酯2.7%、抗氧剂CA0.3%、钛酸酯0.3%；重铬酸氧化溶液，具体成分包括：重铬酸钾20%，浓硫酸80%；酯化接枝溶液，具体成分包括：聚乙烯醇7%、浓硫酸1.5%、去离子水91.5%；仿生关节软骨材料，所述材料分为三种，具体成分分别为：（1）聚乙烯醇15%、纳米羟基磷灰石3%、去离子水82%；（2）聚乙烯醇14%、纳米羟基磷灰石3%...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，张德坤，杨雪晖，崔灿，王庆良，葛世荣，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32