[发明专利]用于光固化三维打印的生物陶瓷浆料的制备方法

说明书

本发明提供一种用于光固化三维打印的生物陶瓷浆料的制备方法，所述生物陶瓷浆料包含以下组分：按质量分数计，预混液45‑58wt％、表面改性生物陶瓷粉末40‑54wt％和光引发剂1‑2wt％；所述方法包括将表面改性生物陶瓷粉末分散于预混液中再加入光引发剂。该方法制备的生物陶瓷浆料具有低粘度的特性，流动性好，成型精度高，用此生物陶瓷浆料制成的生物陶瓷样品强度高，降解率适中。

技术领域

本发明涉及光固化三维打印技术领域，更具体地，涉及用于光固化的生物陶瓷浆料的制备方法。

背景技术

目前，由于交通事故、骨肿瘤和感染等各种原因，许多人正遭受骨缺损的折磨。虽然人体骨骼可以自行修复小段的骨缺损，但是对于大段的骨缺损，仍没有有效的治疗方法。但是随着各种科学技术的快速发展，科学家们提出了一种新的治疗策略——骨组织工程。骨组织工程利用多孔的骨支架结构为细胞提供生长、增殖和分化等生命活动的空间，同时为人体提供一定的支撑功能。骨支架应当具备合适的孔形、孔径和孔隙率，这些几何因素对骨支架的力学和生物学因素有很大的影响。通过传统的骨支架制造方法，很难对内孔进行可控加工。而各种增材制造技术的出现，正克服了这些传统方法的缺陷，特别是光固化三维打印成型精度高、表面质量好。

常用的骨科材料主要有自体骨、同种异体骨、异种骨和人工骨，各具优缺点。其中磷酸钙类生物陶瓷是一种常见的人工骨材料，因为其成分与天然骨十分相似，所以它具有很好的生物相容性、骨传导和骨诱导性，且强度较高，经常用于骨科植入物的表面改性。

但是，目前一般的光固化材料主要是各种树脂，很少有针对骨组织工程领域设计的生物陶瓷类光固化浆料。并且普通陶瓷粉末与光固化树脂混合后，浆料粘度高，流动性差，固化不彻底，不利于复杂结构的加工制造；或者陶瓷含量较低，最终烧结成型后，收缩率大，强度低等。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供一种用于光固化三维打印的以水做溶剂低粘度的生物陶瓷浆料及其制备方法。

本发明是通过如下所示的技术方案实现的：

首先，本发明提供一种用于光固化三维打印的生物陶瓷浆料的制备方法，所述生物陶瓷浆料由以下组分制备：按质量分数计，预混液45-58wt％、表面改性生物陶瓷粉末40-54wt％和光引发剂1-2wt％；所述方法包括将表面改性生物陶瓷粉末分散于预混液中再加入光引发剂。

进一步地，所述生物陶瓷浆料由以下组分制备：按质量分数计，预混液50-56wt％、表面改性生物陶瓷粉末42-48wt％和光引发剂1.5-2wt％；

进一步地，所述生物陶瓷浆料由以下组分制备：按质量分数计，预混液56wt％、表面改性生物陶瓷粉末42.5wt％和光引发剂1.5wt％；

进一步地，所述预混液由以下组分制备：按质量分数计，去离子水60-67wt％、丙烯酰胺25-31wt％、亚甲基双丙烯酰胺1.5-1.8wt％和丙三醇6.5-7.2wt％；

进一步地，所述预混液由以下组分制备：按质量分数计，去离子水65wt％、丙烯酰胺27wt％、亚甲基双丙烯酰胺1.5wt％和丙三醇6.5wt％；

进一步地，所述表面改性生物陶瓷粉末主要由以下组分制备：按质量分数计，羟基磷灰石陶瓷粉末74.4-89.2wt％、β-磷酸三钙陶瓷粉末10.5-25.5wt％和聚丙烯酸胺0.1-0.3wt％；

进一步地，所述表面改性生物陶瓷粉末主要由以下组分制备：按质量分数计，羟基磷灰石陶瓷粉末78.5wt％、β-磷酸三钙陶瓷粉末21.35wt％和聚丙烯酸胺0.15wt％；

进一步地，所述羟基磷灰石陶瓷粉末和β-磷酸三钙陶瓷粉末的粒径均为500nm-10um，进一步为1um-10um；