A method for preparing hydroxyapatite biomedical alloy implants by 3D cold printing belongs to the field of near net-shape 3D printing for preparing biomaterials. The invention uses a methylcellulose printing system to print a biomedical alloy implant with a hydroxyapatite and a transition layer at one time through a multi-inlet 3D cold printing device. The biomedical alloy implants have good biocompatibility, excellent mechanical properties, good corrosion resistance and high specific strength. It can adjust the shape, size and coating thickness according to different requirements. It has high applicability. It has the advantages of non-die manufacturing and near net forming. It can process complex shape products at one time. It has high precision, improves material utilization rate and reduces processing cost.
【技术实现步骤摘要】
一种3D冷打印制备羟基磷灰石-生物医用合金植入体的方法
本专利技术属于近净成形3D打印制备生物材料的领域,提供了一种3D冷打印制备羟基磷灰石-生物医用合金植入体的方法。
技术介绍
3D冷打印技术是一种在室温或低温(<100℃)条件下打印金属零件的新型3D打印技术。其将发展得较为成熟的低粘度、高固相含量浆料制备和原位成型技术和逐层增加的3D打印成型原理相结合,形成新型的3D冷打印成型设备并对相关技术进行研发。首先将原材料粉末调制成低粘度、高固相含量的浆料,用这种浆料当做打印机的“墨水”,在打印过程中,通过热引发、化学引发实现浆料的原位固化成型,实现金属坯体的逐层打印。具有不受原料限制、成形复杂构件、产品精度高、设备造价低等优点。羟基磷灰石(HA)现在被广泛研究证明是一种优良的具有骨诱导性是一种新型的人工骨置换材料,具有吸附蛋白质、氨基酸、脂质和葡聚糖的作用,羟基磷灰石涂层可以强有力地与骨形成化学结合,具有相当高的生物相容性。但由于羟基磷灰石(HA)该类材料有自身强度低、脆性大的弱点,大大限制了其在临床医学中的应用,仅能应用于非承载的小型种植体,如人工齿骨、耳骨、充填骨缺损等。为了解决上述问题,人们将它涂敷于钛合金等金属表面,对生物金属材料进行表面改性,做成生物医药的植入体,具有高强度、韧性好等特点,取代受损组织以补偿或恢复其原来的功能。使用具有羟基磷灰石涂层的金属复合材料作为植入体,使植入体兼具两者特点,既能具有一定强度韧性,可作为称重部位的骨植入体材料;还能提供良好的生物相容性和兼容的弹性模量,使植入体与人体自身组织结合良好。使用3D冷打印的 ...
【技术保护点】
1.一种3D冷打印制备羟基磷灰石‑生物医用合金植入体的方法,其特征在于,按如下步骤制备:(1)配制预混液:按照体积分数百分比配制预混液,在溶剂中加入有机体和造孔剂,其中有机体1‑10%、造孔剂0.03‑5%、余量是溶剂,搅拌至溶解完全;(2)制备浆料:按照体积分数百分比量取粉末和预混液进行配制,分别称量体积分数30‑85vol.%的羟基磷灰石粉、过渡层粉末、金属合金粉末,在a、b、c三种粉体中分别加入步骤(1)中的预混液,再加入抗氧化剂0.01‑0.5%、分散剂0.01‑1.5%和消泡剂0.01‑0.8%搅拌均匀,得到浆料A、B、C,然后分别将浆料A、B、C放入行星球磨机中,进行混料,其中球料比为3:1‑7:1,刚玉球的直径为1‑5mm,球磨速度为100r/min‑250r/min,球磨时间5‑20min,将球磨后的A、B、C三种浆料取出备用;(3)建模:利用三维画图软件进行画图建模,并在3D冷打印机专门的切片软件中进行转换,将程序输入3D冷打印机中;(4)打印成型:在步骤(2)中球磨后的A、B、C三种浆料中分别滴入不同比例的引发剂,然后分别依次对应装入1、2、3号入料口中,使用多入料 ...
【技术特征摘要】
1.一种3D冷打印制备羟基磷灰石-生物医用合金植入体的方法,其特征在于,按如下步骤制备:(1)配制预混液:按照体积分数百分比配制预混液,在溶剂中加入有机体和造孔剂,其中有机体1-10%、造孔剂0.03-5%、余量是溶剂,搅拌至溶解完全;(2)制备浆料:按照体积分数百分比量取粉末和预混液进行配制,分别称量体积分数30-85vol.%的羟基磷灰石粉、过渡层粉末、金属合金粉末,在a、b、c三种粉体中分别加入步骤(1)中的预混液,再加入抗氧化剂0.01-0.5%、分散剂0.01-1.5%和消泡剂0.01-0.8%搅拌均匀,得到浆料A、B、C,然后分别将浆料A、B、C放入行星球磨机中,进行混料,其中球料比为3:1-7:1,刚玉球的直径为1-5mm,球磨速度为100r/min-250r/min,球磨时间5-20min,将球磨后的A、B、C三种浆料取出备用;(3)建模:利用三维画图软件进行画图建模,并在3D冷打印机专门的切片软件中进行转换,将程序输入3D冷打印机中;(4)打印成型:在步骤(2)中球磨后的A、B、C三种浆料中分别滴入不同比例的引发剂,然后分别依次对应装入1、2、3号入料口中,使用多入料口3D冷打印设备根据已建好模的模型按顺序逐层打印出所需形状制品;(5)脱脂烧结:将步骤(4)中打印好的坯体放入在脱脂炉中加热至450-900℃,保温30-200min,冷却至室温;再放入真空炉中烧结,烧结温度550-1350℃,保温60-240min,真空度为10-1-10-3Pa。2.根据权利要求1所述的一种3D冷打印制备羟基磷灰石-生物医用合金植入体的方法,其特征在于:步骤(1)中所述的有机体主要由甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)组成,其中甲基纤维素30-70vol.%,余量是羟丙基甲基纤维素。3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨芳,邵艳茹,芦博昕,张策,郭志猛,隋延力,张欣悦,冯钊红,陆天行,李沛,
申请(专利权)人:北京科技大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。