[发明专利]一种生物基骨骼工程复材与3D打印胶条及其制品

说明书

本发明属于工程材料的制备领域，具体为一种生物基骨骼工程复材与3D打印胶条及其制品。其制备方法为：将鱼鳞片，经清洗、除去杂质后烘干或锻烧，并粉碎研磨成粉体或用溶剂法溶解成鱼鳞凝胶，接着，以混合机具,将鱼鳞粉作为添加剂或填充物与聚乳酸进行融熔掺混加工或以溶剂溶解湿式掺混加工制备出生物基质复材与3D打印胶条；然后以成型设备，制成骨钉、骨板、骨支架，及其它骨骼工程应用产品。本发明中由于鱼鳞主要成份和骨骼、牙齿成份相似，可以修复被破坏的骨、牙组织，如此一来除了可解决传统植入物金属材料需要二次开刀取出的问题，也可以协助骨、牙组织的成长和修复。

技术领域

本发明属于工程材料的制备领域，涉及一种生物基质高分子复材及其制品的制造方法，具体为一种生物基骨骼工程复材与3D打印胶条及其制品。

背景技术

由于全世界医疗技术提升及人口快速老化，导致人工骨头与植入物需求比例越来越高，组织工程学也因此渐渐开始受到重视，由此可见生医产业在未来的重要性，根据英国DRA统计医疗用骨材之总产值已超过120亿美金，随着国内外医疗材料产品发展趋势的演变，人们对医疗质量越来越重视，未来医疗用骨材产品的需求将会大幅成长。组织工程的概念就是以人工制成的天然或合成器官或组织来取代、修复人体受损处，目前组织工程的做法是由人体取出目标细胞后，在体外培养直到细胞成长到足够的量，再将细胞种入人工支架上形成特定形状的组织或器官，最后将人工组织移植到人体受损处，使其修复、恢复原本的功能。

早期治疗骨折或骨缺损的内植材料是金属(如钢钉、钢骨架)，在骨骼愈合后必须再次取出，使病人有再次疼痛的伤害，增加手术病菌感染率，金属内值材料可能导致骨质变差、骨萎缩而影响骨愈合后的机械强度，或对周围组织产生刺激而造成溶骨的情形。

聚乳酸为生物无毒性并可被人体细胞组织吸收，其优良的物理机械性能，可应用人造骨折内固定材料材料，聚乳酸有非常高的力学性能，在欧美国家已被用来替代不锈钢钉、钢架，作为新型的骨科、牙科内固定材料如骨钉、骨板，其可被人体吸收代谢的特性使病人免于第二次开刀之痛苦。

鱼鳞是由一层钙质组成的坚韧外骨骼，约占鱼体总重的1-5％，其中最主要的成分为氢氧基磷灰石和胶原蛋白，还有一些少量羟脯胺酸和微量金属元素，其也含有丰富的蛋白质、多种维生素,并且也含铁、锌、镁、钙和多种人体必需的微量元素,以及胶质，但却通常被当作废弃物丢掉，无疑是浪费资源，其鱼鳞本身的主要成份，和骨骼成份极为类似，有鉴于聚乳酸高分子并无修复骨骼的功能。

发明内容

本发明基于以上技术问题，提供一种生物基骨骼工程复材与3D打印胶条及其制品。本生物基质复材可使废弃物回收再利用，以达到节能减碳的目的，减少资源浪费，更可以解决废弃物堆积、发臭的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种生物基骨骼工程复材，其包括以下质量百分含量的原料：

鱼鳞粉或鱼鳞凝胶0.1-50％，聚乳酸50-99.9％，总质量百分含量为100％。

该生物基骨骼工程复材还包括以下组分中的任意一种或几种的组合，兼容剂、润滑剂、增韧剂和增塑剂；以(鱼鳞粉或鱼鳞凝胶)和聚乳酸的总质量计，兼容剂的添加量为0.1-20％；润滑剂的添加量为0.1-4％；增韧剂的添加量为 0.1-20％；塑化剂的添加量为0.3-12％。

所述的兼容剂包括高分子型兼容剂或低分子型兼容剂；其中高分子型兼容剂包括非反应型兼容剂或反应性兼容剂；低分子型兼容剂选自环状酸酐型、一般酸酐型、羧酸型、环氧型、羟基型、环氧型反应型、钛酸酯型、硅烷型、恶唑啉型、酰亚胺型和异氰酸酯型中的任意一种或几种的混合物，酰亚胺型为改性聚丙烯酸酯。若采用高分子型兼容剂，添加量为0.5-20％；若采用低分子型兼容剂，添加量为0.1-3.5％。