System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法技术_技高网

一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法技术

技术编号:41288487 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-11 09:37
本发明专利技术涉及医疗器械制备领域,公开了一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法。通过成分改性,添加了金属铜,利用3D打印的方式,制备出含铜钛网本体的调节骨组织重建愈合的拓扑结构面和软组织重建愈合的拓扑结构面。纳米级复杂多孔拓扑结构、适中的纳米级粗糙度等拓扑结构的设计有助于增加成骨细胞活性、细胞粘附和增殖,促进硬组织重塑。铜离子可以通过激活巨噬细胞免疫应答,调控炎症反应启动血管化生物过程,促进血管内皮细胞迁徙成管,体内促进早期血管化,促进伤口愈合。同时,铜离子具有抗菌性,含铜植入体可以同时杀灭细并活化免疫细胞吞噬细菌,有效降低伤口感染率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械制备领域,具体涉及一种3d打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法。


技术介绍

1、钛金属由于其强度高,弹性模量接近骨骼,耐腐蚀和良好的生物相容性,目前已成为全球人工关节、人工骨、骨髓内钉、人工心脏瓣膜、牙科植入物等医用植入产品的首选金属材料。钛网作为钛金属制品的一种重要类型,广泛用于骨缺损修复重建,包括骨折愈合、颅骨缺损修补、颌骨重建和牙槽骨骨增量等。

2、钛网在植入人体后面临复杂的解剖生理环境,一面接触皮肤软组织,与成纤维细胞、上皮细胞、血管内皮细胞进行创口软组织的早期愈合,一面则接触骨硬组织,调节成骨细胞、破骨细胞、骨巨噬细胞、血管内皮细胞的功能网络,激发骨缺损硬组织的远期修复。软组织的早期愈合和硬组织的远期修复,对骨缺损修复均至关重要。软组织与硬组织对于材料的表面结构的需求各不相同:细颗粒表面有利于成纤维细胞和上皮细胞快速黏附和迁徙爬行,而粗颗粒表面有助于成骨细胞分化成熟,胶原蛋白合成和骨基质沉淀。目前市售主流的钛网,双面表面处理方式相同且简单,在组织愈合的过程中仅仅起到支撑的作用,无法差异性地激活微环境、促进皮肤与骨组织各自生长。因此,制备一种双面结构分别适应软组织和骨组织生长特点的双面仿生设计钛网,有助适应复杂的受植区微环境。


技术实现思路

1、本专利技术意在提供一种3d打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,制备一种双面仿生设计的含铜钛网,差异性地激活微环境,促进皮肤与骨组织各自生长。

2、为达到上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种3d打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,1)将纯铜粉和纯钛粉按照纯铜粉的质量百分数为1-5%的比例混合均匀,将混合好的原料装入氩气雾化器中;开启氩气雾化器,利用氩气的压力将混合好的原料雾化成微小的颗粒,筛分出符合3d打印要求的含铜钛粉;

3、2)将所述含铜钛粉置于选区激光成型系统粉末缸中,向设备内充入氮气,使氧含量降低至0.5%以下;

4、3)将含铜钛网的三维切片数据导入选区激光成型系统中,调节成型板的位置,使得激光光斑处于最佳的曝光位置,导入打印工艺参数,开启激光器进行激光3d打印成型;

5、4)利用3d打印制成的含铜钛网,含铜钛网本体为以单元结构形成的网状镂空结构,所述含铜钛网本体的一个网状镂空面为调节骨组织重建愈合的拓扑结构,另一个网状镂空面为软组织重建愈合的拓扑结构。

6、本方案的原理及优点是:实际应用时,铜离子可以通过激活巨噬细胞免疫应答,调控炎症反应启动血管化生物过程,促进血管内皮细胞迁徙成管,体内促进早期血管化,促进伤口愈合。同时,铜离子具有抗菌性,含铜植入体可以同时杀灭细并活化免疫细胞吞噬细菌,有效降低伤口感染率。通过成分改性,积极调控促血管化促成骨抗菌的多功能改良。纳米结构的不同形态和排列方式将影响纤连蛋白的吸收、黏着斑的形成以及不同内皮细胞的定向生长和扩散影响软组织愈合;而纳米级复杂多孔拓扑结构、适中的纳米级粗糙度等拓扑结构的设计有助于增加成骨细胞活性、细胞粘附和增殖,促进硬组织重塑。采用纳米级表面形貌改性,可以通过微应力传递yap信号通路激活成骨行为,不需要化学成骨诱导即可促进牙周来源的干细胞成骨分化。基于此,在含铜钛网两面分别形成调节骨组织、软组织重建愈合的拓扑结构有望提高钛网的仿生性能。

7、优选的,作为一种改进,所述打印工艺参数包括:激光功率为80~95w,扫描速率为650~900mm/s,扫描间距为0.009~0.012mm,铺粉层厚为0.025~0.035mm,激光光斑为20~50微米。

8、优选的,作为一种改进,所述含铜钛网本体为单层网状结构,厚度为1-4mm。

9、优选的,作为一种改进,所述含铜钛网本体为以单元结构的孔径为200–550μm,孔隙率集中在50–70%。

10、一种3d打印基于仿生结构含铜钛网,包含添加元素和基体材料,所述添加元素为铜,所述基体材料为钛,含铜钛网材料中含有铜元素的质量百分数为1-5%。

11、优选的,作为一种改进,所述含铜钛网本体呈以单元结构形成的网状镂空结构,所述含铜钛网本体的一个网状镂空面为调节骨组织重建愈合的拓扑结构,另一个网状镂空面为软组织重建愈合的拓扑结构;调节骨组织重建愈合的拓扑结构的表面粗糙度大于软组织重建愈合的拓扑结构的表面粗糙度。

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【技术保护点】

1.一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述打印工艺参数包括:激光功率为80~95W,扫描速率为650~900mm/s,扫描间距为0.009~0.012mm,铺粉层厚为0.025~0.035mm,激光光斑为20~50微米。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述含铜钛网本体为单层网状结构,厚度为1-4mm。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述含铜钛网本体为以单元结构的孔径为200–550μm,孔隙率集中在50–70%。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述含铜钛网本体为以单元结构的孔径为200μm。

6.根据权利要求4所述的一种3D打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述含铜钛网本体的孔隙率为60%。

7.一种3D打印基于仿生结构含铜钛网,其特征在于:包含添加元素和基体材料,所述添加元素为铜,所述基体材料为钛,含铜钛网材料中含有铜元素的质量百分数为1-5%。

8.根据权利要求7所述的一种3D打印基于仿生结构含铜钛网,其特征在于:所述含铜钛网本体呈以单元结构形成的网状镂空结构,所述含铜钛网本体的一个网状镂空面为调节骨组织重建愈合的拓扑结构,另一个网状镂空面为软组织重建愈合的拓扑结构,调节骨组织重建愈合的拓扑结构的表面粗糙度大于软组织重建愈合的拓扑结构的表面粗糙度。

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【技术特征摘要】

1.一种3d打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种3d打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述打印工艺参数包括:激光功率为80~95w,扫描速率为650~900mm/s,扫描间距为0.009~0.012mm,铺粉层厚为0.025~0.035mm,激光光斑为20~50微米。

3.根据权利要求2所述的一种3d打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述含铜钛网本体为单层网状结构,厚度为1-4mm。

4.根据权利要求3所述的一种3d打印基于仿生结构含铜钛网的制备方法,其特征在于:所述含铜钛网本体为以单元结构的孔径为200–550μm,孔隙率集中在50–70%。

5.根据权利要求4所述的一种3d打印基于...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄成龙姚洋肖金刚黄艳芳王雷张智李妍熹罗文琼
申请(专利权)人:西南医科大学附属口腔医院
类型:发明
国别省市:

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