[发明专利]一种基于3DP与激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法

权利要求书

1.一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：依据仿生学原理，根据骨软骨缺损的大小和正常骨软骨的超微结构，应用计算机辅助设计软件建立具有相应解剖外形和仿生内部空间结构的骨软骨支架的三维模型，使用计算机分层处理，分离出软骨层、钙化层、软骨下骨层的三维模型；

步骤2：按照顺序制备支架软骨下骨层、支架钙化层、支架软骨层：

步骤2.1：制备支架软骨下骨层：

步骤2.1.1：选用羟基磷灰石、磷酸三钙和聚己内酯混合粉末作为支架软骨下骨层材料，其中羟基磷灰石的质量分数为57％～61％，磷酸三钙的质量分数为37％～41％，聚己内酯质量分数为1％～2％；

步骤2.1.2：选用浓度为83％～86％磷酸溶液作为粘结剂，并利用步骤2.1.1得到的混合粉末，根据软骨下骨层三维模型，控制3D打印机按照软骨下骨层到钙化层方向逐层打印，直至软骨下骨层打印完毕；

步骤2.2：制备支架钙化层：

步骤2.2.1：选用羟基磷灰石、聚己内酯和氧化锌混合粉末作为支架钙化层材料；其中羟基磷灰石的质量分数为8％～10.5％，聚己内酯的质量分数为88％～90.5％，氧化锌的质量分数为1.5％～2.5％；

步骤2.2.2：根据钙化层三维模型，使用3DP和激光熔覆技术对步骤2.2.1得到的混合粉末进行胶粘熔覆：对每一层混合粉末，先使用粘结剂粘结粉末，再使用激光使粉末熔覆成型；逐层熔覆生成钙化层；

步骤2.3：制备支架软骨层：

步骤2.3.1：选用聚己内酯粉末作为支架软骨层材料，其粒径范围为60～120μm；

步骤2.3.2：根据软骨层三维模型，通过激光对聚己内酯粉末进行选择性熔覆，逐层熔覆生成软骨层；

步骤3：取出支架，对支架进行后处理。

2.根据权利要求1所述一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法，其特征在于：步骤2.1.2打印过程中的铺粉厚度为0.09～0.11mm，粘结剂的控制用量为0.28～0.32L/m²。

3.根据权利要求1所述一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法，其特征在于：步骤2.2.2中粉床温度48℃～50℃，激光束直径0.50～0.75mm，扫描速度1000～1100mm/s，扫描间距0.10～0.14mm，铺粉厚度0.05～0.10mm，激光功率4～5W。

4.根据权利要求1所述一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法，其特征在于：步骤2.2.2中粘结剂选用浓度为2％的聚乙烯醇溶液。

5.根据权利要求1所述一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法，其特征在于：步骤2.3.2中粉床温度48℃～50℃，激光束直径0.75～0.90mm，扫描速度1200～1300mm/s，扫描间距0.18～0.22mm，铺粉厚度0.10～0.14mm，激光功率3～4W。

6.根据权利要求1所述一种基于3DP和激光熔覆复合工艺制备骨软骨一体化支架的方法，其特征在于：步骤2.1.1和步骤2.2.1中混合粉末通过V型混料机混合1h制备得到。