[发明专利]一种3D打印构建的骨修复材料及制备方法

权利要求书

1.一种3D打印构建的骨修复材料，其特征在于，所述骨修复材料由内芯结构、外层结构及抗菌喷涂层组成；

其中，所述内芯结构为可降解、具有骨诱导能力的材料层，所述内芯结构又包括内层部分和外围部分，所述内芯结构内层部分与内芯结构外围部分的体积比为4:1-1:1，所述内层部分的打印填充度为45％-55％，所述外围部分的打印填充度为100％；

所述外层结构为网格状的聚醚醚酮材料层；

所述抗菌喷涂层为自制羟基磷灰石和银的混合粉末涂层。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印构建的骨修复材料，其特征在于：所述内芯结构，由按照质量百分比的以下原料组成：聚乳酸55-75％，羟基磷灰石5-13％，余量为增韧剂；所述增韧剂选自聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚(已二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯或聚乙烯醇中的任一种。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印构建的骨修复材料，其特征在于：所述抗菌喷涂层为质量百分比为自制羟基磷灰石：银＝93％-96％:4％-7％的混合粉末涂层。

4.权利要求1-3任一项所述的一种3D打印构建的骨修复材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)蒸煮所购买的动物骨头，除掉骨头中的大部分脂肪并去掉其表面的肉及内部的骨髓等，清洗干净后用过氧化氢浸泡24-48小时，再用乙醇浸泡24-48小时；清洗干净后烘干，碎成小块后，通过真空马弗炉内烧结6-10小时，粉碎得到自制羟基磷灰石粉末；

2)将步骤1)制备的羟基磷灰石粉末与聚乳酸和增韧剂混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出后烘干，再通过3D打印耗材生产线加工得到打印内芯结构材料的线材；

3)将步骤2)制备的内芯结构材料的线材与聚醚醚酮3D打印线材通过双喷头3D打印机进行打印，制得所述骨修复材料半成品，再用制备的所述自制羟基磷灰石与银的混合粉末对其进行均匀喷涂，得到骨修复材料。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印构建的骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤1)中所述的动物骨头选自牛骨、羊骨、猪骨、鱼骨或鸡骨中的任一种或组合；

所述的过氧化氢浓度为30-35％，乙醇的浓度为75％；真空马弗炉的温度为800-1100℃；

所述的小块状骨头通过高速粉碎机粉碎成粉末，其转速为1000-2000转/分钟，研磨时间2-5小时，过800-1250目筛。

6.根据权利要求4所述的一种3D打印构建的骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤2)中通过高速混合机进行共混，其转速为100-150/分钟，混合时间为5-10分钟；所述双螺杆挤出机混炼时，1-6段温度设置情况分别为：150-160℃、160-175℃、162-176℃、165-175℃、163-175℃和162-175℃，得到粒料，于60-65℃烘箱中充分干燥12-24h。

7.根据权利要求4所述的一种3D打印构建的骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤2)中所述3D打印耗材生产线温度设置为：模头一区160-175℃、机筒一区162-176℃、机筒二区163-177℃、机筒三区160-175℃；一区水箱45-65℃、二区水箱25-30℃，主机转速为13.5-15.5rpm,牵引速度为4.6-5.4m/min，所得线材直径为1.75mm或3mm，直径误差在±5％以内。

8.根据权利要求4所述的一种3D打印构建的骨修复材料的制备方法，其特征在于步骤3)中使用双喷头3D打印机进行打印时，热床温度设置为115-175℃，打印内芯材料的喷头相关参数设置为：打印温度185-195℃、打印速度35-60mm/s，打印层厚0.08-0.15mm，打印壳厚0.10-0.16mm，外围部分打印填充度为100％，内层部分打印填充度为45％-55％；打印外层材料的喷头相关参数设置为：打印温度335-370℃、打印速度30-55mm/s，打印层厚0.1-0.15mm，打印壳厚0.08-0.16mm，打印填充度为100％。