一种光固化制造技术

本发明专利技术公开了一种光固化

【技术实现步骤摘要】
一种光固化3D打印最小曲面人工骨支架及其制备方法


[0001]本专利技术属于骨修复材料及增材制造
，具体地说，涉及一种光固化
3D
打印最小曲面人工骨支架及其制备方法
。

技术介绍

[0002]人体骨组织具有复杂的组成和结构，能够在体内发挥多种独特的功能
。
然而骨再生能力有限，有效治疗由于创伤
、
感染
、
骨肿瘤切除等引起的骨缺损仍是临床上重大需求和挑战
。
其中人工骨移植支架作为一种新的骨修复办法，具有可个性化设计的特点，在化学组成和层次结构以及性能方面模拟健康骨组织的结构和生物功能
。
而生物陶瓷 (
如磷酸钙陶瓷
、
硅酸钙陶瓷和生物活性玻璃等
)
具有与骨相似的无机成分
、
良好的生物相容性
、
骨传导和骨诱导性，常被用于人工骨支架的材料选择
。
[0003]骨修复支架需要具备高度连通的孔隙网络以模拟天然骨骼的原始结构，它为支架与细胞以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光固化
3D
打印最小曲面人工骨支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：建模参数获取，依据对应人骨的实际尺寸形状，以及所处位置，确定人骨的对应尺寸
、
形状以及孔隙大小与孔隙率，获得建模参数；建模，采用
Matlab、Rhino
或
Grasshopper
软件，利用两个或两个以上
TPMS
隐式函数，依据建模参数，构建内部为结构杂交的三周期最小曲面结构模型
、
外部为高强度多孔结构的曲面网络模型，并采用
Sigmod
函数进行径向过渡连接，通过孔径大小
、
壁厚以及孔隙的调整获得符合建模参数的仿生模型；模型精调，将仿生模型进行
STL
模式导出，随后对该模式下的仿生模型进行进一步修改设计，获得打印模型，随后对打印模型进行有限元模拟，获得打印参数；打印浆料制备，分别按重量比取
5~25%
含有
Mg、Mo
生物活性玻璃粉末
、40~53%
磷酸钙类陶瓷粉末
、5~30%
光敏树脂
、0.2~5%
光引发剂
、0.2~5%
光吸收剂和
2~6%
分散剂进行混合，获得混合物，再将混合物进行球磨混合，获得光固化浆料；
3D
打印，将光固化浆料导入
SLA
打印机的料罐中，并将打印模型输入
SLA
打印机，调整打印参数进行打印，打印后获得半成品；清洗干燥，将半成品用清洗液进行清理，去除残余树脂后，置于
60℃
的环境中干燥
12h
；脱脂烧结，将干燥后的半成品放入烧结炉中，通过四段式脱脂烧结方式进行烧结，烧结完成后随炉冷却至室温，获得光固化
3D
打印最小曲面人工骨支架
。2.
根据权利要求1所述的光固化
3D
打印最小曲面人工骨支架的制备方法，其特征在于：所述打印浆料制备步骤中，所述含有
Mg、Mo
生物活性玻璃粉末由摩尔比例为
(1~10):(1~10):(1
‑
20):(1~15):(0.1~5)
的碳酸钠
、
碳酸钙
、
碱式碳酸镁
、
磷酸氢二铵及钼源粉末制成，制备步骤包括：混合，将按摩尔比例配置好的
CaO、Na2O、P2O3、MgO
及
MoO3依次投入超纯水中进行混合，获得混合液；加热，利用加热炉对混合液加热熬煮，使混合液熬煮至粘稠状，获得粘稠液；熔融，快速将粘稠液转移至马弗炉中的刚玉坩埚中，进行逐步加热，直至温度升至
900℃
，获得熔融液；淬火，快速将熔融液快速放入去离子水中，进行急冷淬火，待完全冷却后获得含有
Mg、Mo
生物活性玻璃；球磨，将含有
Mg、Mo
生物活性玻璃放入球磨机中，并加入乙醇进行球磨粉碎，球磨转速为
200~350r/min
，球磨时间为
1.5
‑
3h
，获得粒径为微米级的含有
Mg、Mo
生物活性玻璃粉末；其中，所选钼源为四水合钼酸铵
、
三氧化钼
、
碳酸钼酸铵
、
氯化钼酸铵
、
硝酸钼中的一种
。3.
根据权利要求1所述的光固化
3D
打印最小曲面人工骨支架的制备方法，其特征在于：所述仿生模型的内部为孔径大小
600~800
μ
m
且具有较高流体渗透性的
Primitive
曲面结构模型或
Gyroid
曲面结构模型，外部为孔径大小
300~400
μ
m
的高强度多孔支撑，壁厚为
0.2~0.5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴红莲，叶凡，杨鹤，洪楚航，涂溶，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：