一种自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法技术

技术编号:23748079 阅读:106 留言:0更新日期:2020-04-11 12:05
本发明专利技术涉及一种自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法,利用磷酸钙骨水泥可塑性和自固化性的特点,以温敏性PEG/聚酯嵌段共聚物溶液作为固化液和分散剂,制备成可以通过3D打印加工的打印墨水;利用温敏性PEG/聚酯嵌段共聚物溶液的凝胶特性,打印墨水经喷头在37℃打印平台上成型后,经过24h自然固化后,形成羟基磷灰石支架。本发明专利技术提出一种新的3D打印制备羟基磷灰石支架的制备方法,为临床个性化治疗大面积骨缺损提供了新的思路,具有广阔的临床应用前景。

A preparation method of self curing hydroxyapatite 3D printing ink

【技术实现步骤摘要】
一种自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法
本专利技术涉及一种生物医用材料
的方法,具体是一种自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法。
技术介绍
3D打印技术应用于临床,通过CT数据重建,构建符合患者创伤形状的修复模型,被证明在临床个性化治疗方面具有良好的应用前景。羟基磷灰石是常用的骨组织修复替代材料,3D打印制备羟基磷灰石支架,不仅可以构建与缺损匹配的支架模型,也可以通过调节支架的孔径、孔隙率,促进细胞和血管的粘附生长,调节降解时间,提升创伤的愈合能力。过去的研究中,由于羟基磷灰石本身不具备流动性和沉积成型能力,3D打印制备羟基磷灰石支架的方法主要有使用粘合剂进行3D打印,后期通过高温煅烧将粘合剂去除;或采用将3D打印的半水硫酸钙支架磷酸化的方法制备[J.Suwanprateeb,JMaterSci:MaterMed(2010)21:419–429]。两者制备过程繁琐,且不利于负载水溶性生物活性药物。温敏性PEG/聚酯嵌段共聚物是一种可注射的热致水凝胶,如PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物等,它的制备原料(如PEG、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法,其特征在于,以温敏性聚乙二醇(PEG)/聚酯嵌段共聚物溶液作为α-TCP粉末的固化液和分散剂,制备成在37℃凝胶成型的3D打印可加工打印墨水;打印墨水经喷头在37℃打印平台上成型后,经过24h自然固化,形成羟基磷灰石支架,包含以下步骤:/n(1)按摩尔比2:1混合磷酸氢钙与碳酸钙,干燥后用马弗炉在1250-1400℃煅烧2-4h后取出,鼓风环境下急速冷却,之后用氧化锆球磨,乙醇为球磨介质,450rpm湿法球磨4h,80℃烘箱中干燥,得到α-TCP粉末;/n(2)制备温敏性PEG/聚酯嵌段共聚物,按质量分数10-20%(w(g)/v(mL))配制成...

【技术特征摘要】
1.一种自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法,其特征在于,以温敏性聚乙二醇(PEG)/聚酯嵌段共聚物溶液作为α-TCP粉末的固化液和分散剂,制备成在37℃凝胶成型的3D打印可加工打印墨水;打印墨水经喷头在37℃打印平台上成型后,经过24h自然固化,形成羟基磷灰石支架,包含以下步骤:
(1)按摩尔比2:1混合磷酸氢钙与碳酸钙,干燥后用马弗炉在1250-1400℃煅烧2-4h后取出,鼓风环境下急速冷却,之后用氧化锆球磨,乙醇为球磨介质,450rpm湿法球磨4h,80℃烘箱中干燥,得到α-TCP粉末;
(2)制备温敏性PEG/聚酯嵌段共聚物,按质量分数10-20%(w(g)/v(mL))配制成水溶液,使其凝胶窗口在15-40℃为凝胶,上述溶液与甘油按体积比10:1混合;
(3)将(1)所制α-TCP粉末与(2)所制混合溶液按固液比0.6-1g/mL进行混合,得到自固化羟基磷灰石3D打印墨水,该“墨水”装入打印料筒,出料针头选用0.2-0.5mm,采用垂直层积3D打印机在25-30℃环境中进行打印,接收平台为37℃,打印完毕后,室温下固化24h,得到自固化羟基磷灰石支架。


2.根据权利要求1所述自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的温敏性PEG/聚酯嵌段共聚物包括PLGA-PEG-PLGA、PCLA-PEG-PCLA水溶液呈反相温致凝胶特性的三嵌段共聚物,该水溶液的配制方式为4℃下磁力搅拌溶解,与甘油的混合方式为4℃下磁力搅拌混合。


3.根据权利要求1所述自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法,其特征在于,步骤(3)固液混合方式为4℃下磁力搅拌混合。


4.根据权利要求1至3任一项所述自固化羟基磷灰石3D打印墨水的制备方法,其特征在于,按以下步骤制备:
(1)α-TCP的制备:
按摩尔比2:1混合磷酸氢钙与碳酸钙,以总质量的1.5倍的超纯水为介质湿法球磨,转速400rpm,球磨时间4h,球磨后置于130℃烘箱中干燥,干燥后用在马弗炉内,1400℃煅烧4h后取出,鼓风环境下急速冷却,将冷却后的粉末以1g/mL的比例用氧化锆球磨罐进行无水乙醇湿法球磨,转速450rpm湿法球磨4h,得到的粉末悬浊液使用旋转蒸发仪除去乙醇后置于60℃烘箱中干燥,得到α-TCP粉末;
(2)制备温敏性PEG/聚酯嵌段共聚物:
将25g分子量为1000的PEG加入250mL三口烧瓶,油浴加热至150℃使PEG熔融,搅拌下真空抽气3h,体系冷却至室温后,在氩气保护下加入丙交酯50g和乙交酯12.5g,其摩尔比为3:1,在真空下加热使其熔融并搅拌均匀之后,加入75mg辛酸亚锡,最后控制...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔大祥杨迪诚朱君金彩虹
申请(专利权)人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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