[发明专利]用于3D打印的生物相容性油墨

说明书

在一个方面，本文描述了用于三维打印系统的油墨。在一些实施方案中，本文所述的油墨包含10‑60重量%的低聚可固化材料；30‑80重量%的单体可固化材料；和10‑35重量%的自固化光敏低聚物，基于油墨的总重量计。此外，在一些情况中，油墨不含或基本上不含非可固化的光引发剂。例如，在一些情况中，油墨进一步包含小于0.1重量%或小于0.05重量%的非可固化的光引发剂，基于油墨的总重量计。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C. § 119要求2015年11月3日提交的美国临时专利申请系列号62/250,074的优先权，其通过引用以其整体并入本文。

领域

本发明涉及油墨，特别是涉及用于三维(3D)打印系统的生物相容性油墨。

背景

一些市场上可得的3D打印机，如Rock Hill, South Carolina的3D Systems生产的ProJet^TM 3D打印机，使用油墨，也被称为构建材料，其通过打印头作为液体喷射以形成不同的3D物体、物品或部件。其它的3D打印系统也使用通过打印头喷射或以其它方式分配到基底上的油墨。在一些情况中，油墨在环境温度下为固体并在升高的喷射温度转变为液体。在其它情况中，油墨在环境温度下是液体。此外，在一些情况中，在将油墨分配和/或沉积到基底上后油墨可被固化。

其它3D打印机从流体油墨或构造材料或粉状油墨或构造材料的储器、槽或容器形成3D物品。在一些情况中，粘合材料或激光或其它能量源用于以逐步方式选择性地固化或凝固油墨或构造材料的层，以提供3D物品。

用于3D打印系统的油墨可用于形成各种物品用于各种应用，包括以上文所述的方式。然而，一些打印的3D物品显示差的生物相容性。例如，一些这样的物品诱导明显的细胞毒性。一些先前的油墨可能因此不适合形成3D物品用于一些应用，例如其中所述物品与生物组织接触的应用。

因此，需要改进的油墨用于3D打印，包括用于要求高度生物相容性和/或低细胞毒性的应用。

概述

在一个方面中，本文描述了用于3D打印机的油墨，在一些实施方案中，该油墨可以提供一个或多个相对于现有油墨的优点。在一些实施方案中，例如，本文描述的油墨可以用于提供具有高生物相容性、低细胞毒性和/或少量的可提取材料(或“可提取物”)的打印物品。这样的“可提取物”可包括非凝固或非固化的油墨或油墨组分，其从3D打印过程中“剩余”。因此，在一些情况中，本文描述的油墨可用于形成3D物品用于生物医学、食品和/或其它消费者应用。另外，本文描述的油墨在一些情况中可提供生物相容性打印物品，其也显示一种或多种需要的机械或热性质，例如高机械强度和/或耐热性。

在一些实施方案中，本文所述的用于3D打印系统的油墨包含约10-60重量%的低聚可固化材料、约30-80重量%的单体可固化材料和约10-35重量%的自固化光敏低聚物，其中重量百分比基于油墨的总重量计。另外，在一些情况中，低聚可固化材料以10-30重量%的量存在于油墨中和单体可固化材料以约50-70重量%的量存在于油墨中，基于油墨的总重量计。此外，在一些情况中，自固化光敏低聚物以约15-35重量%或约20-35重量%的量存在于油墨中，基于油墨的总重量计。此外，在一些实施方案中，本文描述的油墨包含小于约0.5重量%或小于约0.01重量%的非可固化的光引发剂，基于油墨的总重量计。此外，在一些情况中，本文描述的油墨进一步包含一种或多种添加剂，其选自着色剂、抑制剂和稳定剂。

此外，在一些实施方案中，本文描述的油墨的低聚可固化材料包含尿烷(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯低聚物或其组合。单体可固化材料在一些情况中包含单官能(甲基)丙烯酸酯、双官能(甲基)丙烯酸酯、三官能(甲基)丙烯酸酯、四官能(甲基)丙烯酸酯、五官能(甲基)丙烯酸酯或其组合。另外，在一些情况中，自固化光敏低聚物包含一个或多个烯键式不饱和部分。