[发明专利]一种人工颅骨修复体3D打印制作方法

说明书

本发明提供了一种人工颅骨修复体3D打印制作方法，包括如下步骤：S1.将聚醚醚酮粉剂、纳米羟基磷灰石粉体、β‑磷酸三钙粉体混合，球磨2小时得混合粉末；S2.向混合粉末中加入硅烷偶联剂继续球磨，获得球磨混合物；S3.将处理液加入到高速球磨机中进行研磨，制得悬浮混合液；S4.将悬浮混合液与球磨混合物搅拌混合得打印浆料；S5.将得到的打印浆料利用3D打印机进行打印，获得颅骨修复基体；S6.将获得的颅骨修复基体在80~90℃的恒温条件下放置10~15分钟，然后自然冷却至室温，得到人工颅骨最终修复体。本发明有效解决了3D打印人工颅骨修补体的机械综合性能问题，且其生物相容性好，适应性强。

技术领域

本发明涉及人工颅骨修复技术领域，特别是一种人工颅骨修复体3D打印制作方法。

背景技术

人工颅骨是指人类利用物理、化学或生物等方法制造的，用来修补因各种原因造成人体的颅骨缺损。人工颅骨材料要有硅胶、钛合金、聚丙烯聚脂高分子材料及自身骨头等等。

公开号为CN 105662656 A 的专利文献公开了一种3D打印的人工颅骨修补片及其制备方法，其采用3D 打印技术，利用自体骨粉和羟基磷酸钙作为人工颅骨修补片的基本原料，有效解决人工颅骨修补片的生物相容性问题，所述3D 打印的人工颅骨修补片与缺损部位的外形尺寸匹配度高，大大降低医生的工作强度，其生物相容性好，有利于诱导骨细胞生长和促进修复，其机械强度高，提高手术的安全性。然而，该现有技术存在如下缺陷：

1. 其利用自体骨，但自体骨取材有限，修补了颅骨的同时可能会造成另一处的骨体缺损，且取自体骨时会产生额外手术，增加了患者痛苦及风险。此外，该现有技术应用的是粉体形式的自体骨，其应用于颅骨修复后会增加自体骨成分被吸收的风险。

2. 虽然羟基磷灰石具有良好的生物相容性，但是其具有强度低、韧性差的特点，通过该现有技术的技术效果部分可以看出，其获得的修补材料的抗压性能仅能达到30Mpa左右，而人体颅骨的自然抗压强度的极限值能够达到60MPa左右。此外，该现有技术制作的颅骨修补材料的拉伸性能、抗弯性能及抗冲击韧性与人体颅骨差距较大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种人工颅骨修复体3D打印制作方法，其制作出的颅骨修复体在保证其生物相容性的同时还具有优于人体颅骨的机械强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种人工颅骨修复体3D打印制作方法，包括如下步骤：

S1. 将经干燥处理的聚醚醚酮粉剂、纳米羟基磷灰石粉体、β-磷酸三钙粉体按照体积比为82~85：5~8：4~5的比例混合，放入球磨机中球磨2小时，得混合粉末；

S2. 向所述混合粉末中加入一定量的硅烷偶联剂，继续球磨1小时，获得球磨混合物；

S3. 将由聚丙烯酸钠、羟甲基丙基纤维素、柠檬酸、甘油和乙醇组成的处理液加入到高速球磨机中进行研磨，制得悬浮混合液；

S4. 将所述悬浮混合液与所述球磨混合物加入到恒温磁力搅拌器中，在45℃下搅拌混合20~30分钟，得打印浆料；

S5. 将得到的打印浆料升温至60~70℃后利用3D打印机进行打印，获得颅骨修复基体；

S6. 将获得的颅骨修复基体在80~90℃的恒温条件下放置10~15分钟，然后自然冷却至室温，得到人工颅骨最终修复体。

优选的，步骤S2中所述硅烷偶联剂与混合粉末间的重量比为5~6:100。

优选的，所述处理液中聚丙烯酸钠、羟甲基丙基纤维素、柠檬酸、甘油和乙醇间的质量比为8~12:5~8:3~5:1~2:30~35。

优选的， 步骤S4中所述悬浮混合液与所述球磨混合物的质量比为2~3:10。