[发明专利]个性化3D打印多孔钛基钽涂层接骨板及其制备方法

权利要求书

1.一种具有骨诱导活性的个性化3D打印多孔钛基钽金属涂层接骨板，其以钛金属粉末或钛合金金属粉末为基材，通过3D打印加工制作的具有空隙结构的多孔钛基接骨板的表面形成钽涂层而制备得到，所述多孔钛基钽金属涂层接骨板的孔隙率为50％～80％，抗弯强度为50MPa～150MPa，弹性模量为2GPa～30GPa，所述空隙的直径为200μm～800μm，所述钽涂层的厚度为30～60μm；

其中，利用化学气相沉积方法在所述的3D打印加工制作的具有空隙结构的多孔钛基接骨板的表面形成钽涂层，包括如下步骤：

a)将用氮气吹干后的多孔钛基接骨板置于反应室内、将钽金属置于反应室前端；

b)反应室内通入惰性气体，吹扫反应室10～20min，抽真空至200～250Pa条件下，将反应室加热至800℃，通入氯气和氢气，进行气相沉积反应7～10h，其中所述氯气的流量为80mL/min，所述氢气的流量为100mL/min；

c)反应结束后，关闭氢气及氯气，连接冷却装置，在惰性气体保护下降温至200℃以下；

在步骤b)和步骤c)中所述的惰性气体为氩气或氮气中的一种或两种的混合。

2.根据权利要求1所述的多孔钛基钽金属涂层接骨板，其特征在于，所述空隙结构为相互连通的多孔结构。

3.根据权利要求2所述的多孔钛基钽金属涂层接骨板，其特征在于，所述多孔结构为规则的多孔结构或者通过Micro-CT扫描获得的骨小梁多孔结构。

4.根据权利要求1所述的多孔钛基钽金属涂层接骨板，其特征在于，所述多孔钛基接骨板包括本体，所述本体包括位于所述本体的四周边缘的外加强筋、位于所述外加强筋内侧的内加强筋、空隙结构以及螺孔。

5.根据权利要求4所述的多孔钛基钽金属涂层接骨板，其特征在于，所述外加强筋呈连续的结构，所述内加强筋呈网状结构。

6.权利要求1～5的任一项所述的多孔钛基钽金属涂层接骨板的制备方法，包括如下步骤：

(1)基于患者骨折处的CT扫描数据，利用三维图像软件获得骨折处的3D几何图像；

(2)基于患者的骨折处的3D几何图像，利用三维图像软件设计出个性化定制的接骨板的外形和空隙结构，获得目标接骨板的三维几何图像，将该目标接骨板的三维几何图像文件导入到3D打印机，以钛金属粉末或钛合金金属粉末为原料，在氩气气氛保护下进行3D打印，制得多孔钛基接骨板；

(3)对打印制得的多孔钛基接骨板进行喷砂处理，除去表面粘连的钛金属粉末或钛合金金属粉末，依次使用丙酮、酒精和蒸馏水超声清洗15～30分钟，在40℃下烘干；

(4)将烘干后的多孔钛基接骨板进行热处理，所述热处理温度为1200～2000℃，升温速率为5℃/min，达到热处理温度后保温1小时，随炉冷却；

(5)将热处理后的多孔钛基接骨板用无水乙醇浸泡，超声震荡清洗30～60min后，用氮气吹干，利用化学气相沉积方法在多孔钛基接骨板表面沉积钽金属，制得多孔钛基钽金属涂层接骨板。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述3D打印条件为：铺粉厚度为20～50μm，激光功率为120～200w，激光点间距50～100微米，线间距60～100微米，曝光时间60～150微秒。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的钛金属粉末为医用级球形钛金属粉末，粉末粒径为15～45μm。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的喷砂处理中所使用的磨料为白刚玉，所述白刚玉的粒径为50～150μm，喷砂处理作用力为0.1～1.0MPa。