一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网及其制备方法技术

本申请公开了一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网及其制备方法，属于引导性骨再生屏障膜技术领域。该方法包括：个性化钛网设计，打印及退火处理，打磨预处理，超声清洗，喷砂表面粗化，聚四氟乙烯空气喷涂以及热固化成膜。本申请优化了SLM打印个性化钛网表面粗糙、生物相容性较差、易引起组织纤维化、炎症等异物反应及术后骨粘连的缺陷，提供的聚四氟乙烯膜覆盖的SLM增材制造个性化钛网，与传统SLM个性化钛网相比，可以有效提高生物相容性，包括减少纤维化和炎症的发生，方便二次手术取出，同时屏蔽来自软组织上方的细菌在其表面黏附定植、迁移，降低组织发生急慢性感染的风险。降低组织发生急慢性感染的风险。降低组织发生急慢性感染的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网及其制备方法


[0001]本申请属于引导性骨再生屏障膜
，具体涉及一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网及其制备方法。

技术介绍

[0002]临床上面临因炎症、创伤、肿瘤、外伤等导致的大面积骨缺损，引导性骨再生用屏障膜来重建牙槽骨，个性化钛网作为引导性骨再生最具潜力的不可吸收性膜材料，具有适用范围广，空间保持力好，无需二次修剪，成骨效果稳定等优点，已被应用于复合型骨缺损的骨再生修复中。
[0003]当前的SLM的个性化钛网表面高粗糙度是一个严重的缺陷，同时表面残留有大量未完全熔融金属粉末颗粒，植入体内容易引起严重的异物反应包括组织纤维化和粘连、组织炎症、血块的收缩凝聚，进一步导致创口开裂和钛网暴露。钛网暴露后细菌很容易在缺乏抗菌能力的个性化钛网表面定植并迁移至骨再生区域，从而最终导致植骨失败。
[0004]为此，本申请提供一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网及其制备方法，可以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的是提供一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网及其制备方法，其对设计打印后的SLM个性化钛网表面进行抛光、粗化、聚四氟乙烯喷涂、热固化成膜，获得了生物相容性佳、异物反应小、便于二次手术取出、具有一定抗菌性能的新型个性化钛网，从而可以解决
技术介绍
中涉及的至少一个技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0007]本申请实施例提供了一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网的制备方法，包括：
[0008]步骤S1：对虚拟骨增量后的三维重建骨模型进行钛网设计，并加入支撑；
[0009]步骤S2：对设计完成的钛网进行激光选区熔融3D打印并退火处理；
[0010]步骤S3：对退火后的钛网使用砂纸打磨，去除残留合金颗粒和氧化层；
[0011]步骤S4：对打磨后的钛网依次进行丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗并吹干；
[0012]步骤S5：对吹干后的钛网进行喷砂粗化，增加涂层和基材结合力，之后重复步骤S4的清洗程序；
[0013]步骤S6：将聚四氟乙烯分散液装载喷枪中，并空气喷涂于粗化后的钛网；
[0014]步骤S7：使用两步固化法将聚四氟乙烯热固化成膜。
[0015]可选的，步骤S1中，所述对虚拟骨增量后的三维重建骨模型进行钛网设计，并加入支撑，包括：
[0016]选用建模软件根据预期骨体积设计钛网的覆盖范围、厚度、孔径形状、孔隙率，其中，钛网覆盖范围根据预期骨重建体积确定，厚度0.2～0.4mm,孔径形状为基础几何图形及其图形之间的相交组合，孔隙率30％～90％；
[0017]选用加支撑软件对钛网加支撑处理,设置支撑与基板角度为0
°
～180
°
。
[0018]可选的，步骤S2中，所述对设计完成的钛网进行激光选区熔融3D打印并退火处理，包括：
[0019]对钛网进行增加支撑并将生成cls源文件导入3d打印机，设定SLM打印参数后进行打印，其中，打印参数为：材料属性Ti6Al4V，激光功率90～100W，扫描速度850～900mm/s，扫描间宽度0.10～0.15mm，层厚25～35μm；
[0020]将钛网置于钛合金真空退火炉中退火，其中退火参数为：参数气压0.1～1Pa，退火时间30～120min，最高温度750～850℃。
[0021]可选的，步骤S3中，所述对退火后的钛网使用砂纸打磨，去除残留合金颗粒和氧化层，包括：
[0022]将钛网组织接触面、孔隙面、边缘面平行于碳化硅砂纸，依次逐级使用600目、800目、1000目、1200目、1500目、2000目、5000目碳化硅砂纸，单向循环打磨；
[0023]在打磨机上装上抛光头，并蘸取少量抛光膏将钛网打磨至无明显肉眼可见划痕，去除残留合金颗粒和氧化层。
[0024]可选的，步骤S4中，所述对打磨后的钛网依次进行丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗并吹干，包括：
[0025]将打磨后的钛网在丙酮溶液中超声清洗10～30min，去除油脂残留，超声频率40KHZ；
[0026]将钛网在无水乙醇和去离子水超声清洗10～30min，去除打磨未尽的金属颗粒；
[0027]将钛网进行气枪下空气吹干，时间30s～90s，气枪气压0.2～0.4Mpa。
[0028]可选的，步骤S5中，所述对吹干后的钛网进行喷砂粗化，增加涂层和基材结合力，之后重复步骤S4的清洗程序，包括：
[0029]选用干式喷砂机，设定喷砂角度60～90
°
，气压0.2～0.4Mpa，喷砂间距15～30cm，将60～150目三氧化二铝或者二氧化硅砂粒喷涂于钛网表面形成微米结构，使打磨后的钛网粗化增加聚四氟乙烯与基材的结合力；
[0030]将粗化后的钛网重复步骤S4的清洗程序。
[0031]可选的，步骤S6中，将聚四氟乙烯分散液装载喷枪中，并空气喷涂于粗化后的钛网，包括：
[0032]将聚四氟乙烯分散液磁力搅拌均匀，其中，聚四氟乙烯分散液浓度30％～60％，搅拌子转速200～500rpm，时间10～30min；
[0033]将空气喷枪连接气泵，调节气压，取适量去离子水置于喷枪料杯中，扳机喷出，清洗喷道以防止阻塞，其中，喷嘴直径0.2～0.5mm，气压0.2～0.4Mpa；
[0034]加入搅拌完成的聚四氟乙烯分散液，垂直钛网各面5～25cm均匀喷涂2～6s后停止喷涂，控制钛网表面聚四氟乙烯厚度在5～20μm；
[0035]用金属材料手工弯制或3D打印固位支架并将喷涂后钛网固定，接着补喷遗漏区域。
[0036]可选的，步骤S7中，使用两步固化法将聚四氟乙烯热固化成膜，包括：
[0037]将喷涂完成的钛网置于热处理炉中，分阶段加热；
[0038]第一阶段：从室温升温100℃用时20～30min，100℃保温30min～60min，去除分散
液中的水分。
[0039]第二阶段：从100℃升温380℃用时20～30min，380℃保温30min～45min，炉中缓慢降温60min后置于室温降温，使聚四氟乙烯熔融重新结晶固化成膜；
[0040]使用去离子水对钛网超声清洗5～10min，真空烘干箱下30～50℃烘干6h，在紫外装置照射30min后备用。
[0041]本申请实施例还提供了一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网，采用所述的制备方法制备而成。
[0042]可选的，包括钛网支架主体部分和覆盖于所述钛网支架主体部分表面的聚四氟乙烯膜部分。
[0043]本申请的有益效果如下：本申请优化了SLM打印个性化钛网表面粗糙、生物相容性较差、易引起组织纤维化、炎症等异物反应及术后骨粘连的缺陷，提供的聚四氟乙烯膜覆盖的SLM增材制造个性化钛网，与传统SLM个性化钛网相比，可以有效提高生物相容性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯膜覆盖的SLM个性化钛网的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：对虚拟骨增量后的三维重建骨模型进行钛网设计，并加入支撑；步骤S2：对设计完成的钛网进行激光选区熔融3D打印并退火处理；步骤S3：对退火后的钛网使用砂纸打磨，去除残留合金颗粒和氧化层；步骤S4：对打磨后的钛网依次进行丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗并吹干；步骤S5：对吹干后的钛网进行喷砂粗化，增加涂层和基材结合力，之后重复步骤S4的清洗程序；步骤S6：将聚四氟乙烯分散液装载喷枪中，并空气喷涂于粗化后的钛网；步骤S7：使用两步固化法将聚四氟乙烯热固化成膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述对虚拟骨增量后的三维重建骨模型进行钛网设计，并加入支撑，包括：选用建模软件根据预期骨体积设计钛网的覆盖范围、厚度、孔径形状、孔隙率，其中，钛网覆盖范围根据预期骨重建体积确定，厚度0.2～0.4mm,孔径形状为基础几何图形及其图形之间的相交组合，孔隙率30％～90％；选用加支撑软件对钛网加支撑处理,设置支撑与基板角度为0
°
～180
°
。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述对设计完成的钛网进行激光选区熔融3D打印并退火处理，包括：对钛网进行增加支撑并将生成cls源文件导入3d打印机，设定SLM打印参数后进行打印，其中，打印参数为：材料属性Ti6Al4V，激光功率90～100W，扫描速度850～900mm/s，扫描间宽度0.10～0.15mm，层厚25～35μm；将钛网置于钛合金真空退火炉中退火，其中退火参数为：参数气压0.1～1Pa，退火时间30～120min，最高温度750～850℃。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述对退火后的钛网使用砂纸打磨，去除残留合金颗粒和氧化层，包括：将钛网组织接触面、孔隙面、边缘面平行于碳化硅砂纸，依次逐级使用600目、800目、1000目、1200目、1500目、2000目、5000目碳化硅砂纸，单向循环打磨；在打磨机上装上抛光头，并蘸取少量抛光膏将钛网打磨至无明显肉眼可见划痕，去除残留合金颗粒和氧化层。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述对打磨后的钛网依次进行丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗并吹干，包括：将打磨后的钛网在丙酮溶液中超声清洗10～30min...

【专利技术属性】
技术研发人员：王心彧，杨波，宿玉成，韩泽奎，张亮，
申请(专利权)人：佳木斯大学，
类型：发明
国别省市：