[发明专利]一种医用骨组织修复用3D打印材料及其制备方法

说明书

本发明属于3D打印材料领域，公开了一种医用骨组织修复用3D打印材料，其包括粉末材料和与之匹配的粘结溶液，按照重量份数，所述粉末材料包括磷酸四钙55~75份、磷酸氢钙65~95份、无定形硅酸盐5~20份、氟化物5~10份、分散剂5~25份，所述粘结溶液包括去离子水90~100份、六偏磷酸钠5~8份、卵磷脂4~6份、表面活性剂10~20份、促凝剂5~10份、粘结剂5~25份、润湿剂10~15份。本发明还公开了该3D打印材料的制备方法。本发明打印出来的医用骨组织不仅具有较强的机械强度，抗压性能，同时具有良好的生物相容性，生物降解性以及骨传导、骨再生能力。

技术领域

本发明属于3D打印材料领域，具体涉及一种医用骨组织修复用3D打印材料及其制备方法。

背景技术

生物功能材料又称生物材料，是用以和生物系统接合，用以诊断、治疗或者替换机体中组织、器官或增进其功能的材料。与生物系统直接接合是生物医学材料最基本的特征，所以植入材料除了需要满足一定的理化性能指标外，生物医学材料还必须满足生物性能要求，即生物相容性要求，这是它区别于其他功能材料最重要的特征。

随着人口的老龄化，以及工业、交通、体育等导致的创伤增加，患者对生物材料制品的需求越来越大。同时，随着材料科学、生命科学和组织工程技术的发展，人们逐步认识了材料和机体间的相互作用，通过构建生物结构和功能，使传统的无生命的材料通过参与生命组织的活动而成为生命组织的一部分。生物功能材料的研究与开发对国民经济和社会的发展具有十分重要的意义。

羟磷灰石(HAP)是人体骨组织的主要无机成分，具有良好的细胞相容性、骨传导性、高度的生物活性，当人体硬组织需要修复或替换时，羟基磷灰石多孔陶瓷便成为首选材料。但是，它本身硬度低，脆性大，韧性差，骨诱导活性不足，因此应用程度受限。为了弥补羟基磷灰石材料本身的不足，复合材料应运而生，通过加入无机物质、大分子有机物等形成复合材料，可弥补羟基磷灰石本身脆性大，硬度低，韧性差以及骨诱导活性不足，提高材料的力学性能及生物学性能。现阶段临床使用的骨水泥材料主要有聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥及磷酸钙骨水泥两大类。两者均具有十分突出的特点，但是同时也存在一定的缺陷，如聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥最显著的特点为机械强度大，但因其聚合反应时大量放热且反应过程中释放残留单体等，常引起一系列的并发症。

因此在临床应用上受到一定的限制；磷酸钙骨水泥的显著优点是其化学组成与人体骨无机成分相近而具有较好的生物相容性，然而，目前进入临床应用的磷酸钙骨水泥仍存在固化后机械强度较低、抗水溶性差、溶解吸收过快、不能持久保持形态等缺点。

有资料显示，中国器官移植的患者和供体的数量比是150：1，每年的生物器官、组织几乎都是供不应求的。为了适应社会经济的发展，满足多数人的需求，需要在保证组织材料质量的前提下，提高生产效率。而对于这点，可以利用目前较为先进的3D打印设备来完成。 3D打印技术是一体化成型增材制造技术，改变了传统的减材制作技术，在较大程度上节约材料的同时，也可以大幅度提高打印效率，并且打印精度也能够满足材料的质量要求。而且，由于生产设备简单、操作过程简便，在大大缩短了生产周期的同时，生产成本也降低了一个很大的台阶。因此，3D打印设备适合用来制造生物骨组织材料，它将会是未来生物材料来源的一个新渠道。

发明内容

本发明旨在克服上述技术现有的缺陷，提供一种成型强度近似天然骨骼，可临时塑性且可自固化，生物相容性好，生物降解性好，生物安全性好，无生物毒性的医用骨组织修复3D 打印材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种医用骨组织修复用3D打印材料，按照重量份数，其原料包括以下组分：

(1)粉末材料：

(2)粘结溶液：