[发明专利]基于激光选区熔化(SLM)增材制造技术的多孔镁稀土合金植入物的制备方法

说明书

本发明提供了一种基于激光选区熔化(SLM)增材制造技术的多孔镁稀土合金植入物的制备方法，包括如下步骤：步骤1、选择镁稀土合金粉末的组分；步骤2、将镁稀土合金粉末预热；步骤3、对基板预热；步骤4、绘制多孔镁稀土合金植入物的三维模型；步骤5、将多孔镁稀土合金植入物实体以STL格式保存成输出格式文件并传输至分层软件中，添加底面支撑并进行切片处理；步骤6、对多孔镁稀土合金植入物实体进行打印；步骤7、将多孔镁稀土合金植入物成型件与基板切割分离；步骤8、进行电化学抛光处理。本发明制备的多孔植入物，孔壁厚度均匀、无裂纹缺陷，整体强度和模量较高；本发明制备的多孔植入物与人体骨骼的强度和模量更为匹配。

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，涉及一种基于激光选区熔化(SLM)增材制造技术的多孔镁稀土合金植入物的制备方法，具体涉及到将镁稀土合金粉末通过激光选区熔化(SLM)增材制造技术制备成多孔植入物，该类植入物主要用于人体骨损伤后的修复。

背景技术

在生物医用金属植入材料中，镁及其合金凭借良好的力学性能、生物相容性和可降解特性，引起了世界范围内的关注和研究，成为新一代骨内植入物、血管支架、齿科及整形植入体的理想材料，被誉为“革命性的金属生物材料”。具有三维联通的多孔镁基植入物，不仅可以在植入部位起到组织填充作用，同时其孔隙结构还可以促进血管及周围组织的长入，使植入物不易发生松动和脱落。多孔结构具有体液运输特征，使植入物可以对植入部位修复或者整形的过程中逐渐被人体吸收降解，达到骨修复和植入物原位降解效果。此外，通过孔隙特征可以控制调整植入物的力学强度、弹性模量及降解速率，使其与自体组织性能及修复速率相匹配。

目前，多数研究人员采用粉末烧结的方式制备多孔镁及镁合金。在制备过程中，为了提高孔隙率和连通性，往往会在金属粉末中加入造孔剂，如NH₄HCO₃、CO(NH₂)₂、NaCl、甲基纤维素等。由于造孔剂本身颗粒形貌各异、尺寸分布不均匀，烧结过程中金属粉末之间并不能全部建立有效的融合接触点，该方法制备的孔型均匀性和孔隙联通性较差。同时，在造孔剂去除的过程中，会发生造孔剂残留。残留的造孔剂会对镁合金基体产生腐蚀。因此，目前粉末烧结制备多孔镁及镁合金存在明显缺点。

CN201510395799.3公开了另外一种多孔镁基材料的制备方法：先通过钛颗粒或者铁颗粒制备多孔钛或多孔铁预制体，然后将镁合金熔液以压力渗流的方式填充多孔预制体中，最后用氢氟酸溶液进行酸洗，将钛或者铁通过化学腐蚀去除，得到多孔镁合金。该方法虽然比较巧妙获得了三维联通的多孔结构，但由于镁合金多孔结构的实体部分通过钛颗粒或者铁颗粒的间隙成型，导致多孔结构壁厚差异较大，多孔结构的整体强度和模量低于人体骨骼，与人体骨骼匹配性较差。

因此，需要一种新的多孔镁合金植入物的制备方法，可以获得与人体骨骼强度和模量更为接近、适应性更强的基于激光选区熔化(SLM)增材制造技术的多孔镁稀土合金植入物的制备方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于激光选区熔化(SLM)增材制造技术的多孔镁稀土合金植入物的制备方法。

根据本发明提供的一种基于激光选区熔化(SLM)增材制造技术的多孔镁稀土合金植入物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、选择镁稀土合金粉末的组分；

步骤2、将镁稀土合金粉末在真空干燥箱中进行预热，预热时间范围为0.5-1.5h，预热温度范围为80-120℃；

步骤3、选择与步骤1中的镁稀土合金粉末组分相同的镁稀土合金作为基板，对所述基板进行预热；所述步骤3中对所述基板进行预热的预热温度≥160℃；

步骤4、在计算机上通过三维设计软件绘制多孔镁稀土合金植入物的三维模型，生成多孔镁稀土合金植入物实体；