[发明专利]基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架及其成型方法

权利要求书

1.基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：

1)首先根据患者骨缺损部位的具体情况借助于反求工程和CAD技术进行骨缺损部位外形相关性和微结构仿生设计，并利用CAE分析软件对支架的受力以及内部形变与流体力学特性和结构进行修改形成具有连通的内部微结构的仿生支架的CAD模型；；

2)采用分层软件对仿生支架的CAD模型进行分层，分层厚度为0.10mm，根据分层后的结果利用光固化成型机制作支架负形树脂模具；

3)将陶瓷粉末、水溶剂、有机单体、分散剂和交联剂按110-120∶60-80∶6-8∶1-2∶1-1.5的质量比混合均匀，放入真空机中去除气泡，并用浓氨水调整使混合物的pH＝9得到浆料，再在浆料中分别加入交联剂质量0.2-0.5倍的引发剂和催化剂形成陶瓷浆料；

4)将陶瓷浆料填充到负形树脂模具中，冷冻干燥后去模、高温烧结得到具有相互连通管路结构的多孔生物陶瓷框架；

5)将熔融镁合金通过真空吸铸的方法浇铸到制作成的生物陶瓷框架的孔隙结构型腔中，冷却凝固后得到镁合金/生物陶瓷复合结构骨支架。

2.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的光固化成型机的激光器的波长为355nm；光斑直径为0.2mm；填充扫描速度为5000mm/s；填充向量间距为0.10mm；支撑扫描速度为2000mm/s；跳跨速度为8000mm/s；轮廓扫描速度为3000mm/s；补偿直径为0.12mm；工作台升降速度为4.00mm/s；点支撑扫描时间为0.50ms；纹结构扫描时间为0.50ms。

3.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的水溶剂为去离子水。

4.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的陶瓷粉末为Beta-磷酸三钙(β-TCP)、Alpha-磷酸三钙(α-TCP)、磷灰石、碳酸钙或氧化铝。

5.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的有机单体为丙烯酰胺、甲基-酰氧乙基三甲基氯化铵或己二酸二酰肼。

6.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的交联剂为N，N-二亚甲基二丙烯酰胺、N，N-二丙酮基丙烯酰胺或二亚苄基丙酮基丙烯酰胺。

7.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的分散剂为聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵。

8.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾，催化剂为N，N，N’N’-四甲基乙二胺、N，N-二甲基环己胺或N，N，N’，N″，N″-五甲基二乙烯三胺。

9.根据权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的熔融镁合金是通过真空吸铸的方法浇注到陶瓷支架中的，在浇注过程中利用六氟化硫(SF6)作为保护气体，使浇注环境充满六氟化硫以避免熔融镁液与空气接触。

10.一种按照权利要求1所述的基于光固化和凝胶注模的镁合金/生物陶瓷骨支架的成型方法制成的支架，其特征在于：支架的内部微结构由相互连通的管路组成，在管路内填充镁合金，用于增强复合支架的早期力学性能，随着镁合金被腐蚀降解，填充镁合金的管路变为相互连通的孔道，满足组织生长与营养代谢需要。