[发明专利]降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架及其制备方法

权利要求书

1.一种降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.粉末预处理及溶剂制备：

取医用级生物玻璃粉末球磨获得微米级的生物玻璃粉末；取医用级的质量为m₁的羟基磷灰石粉末、质量为m₂的β-磷酸钙粉末和质量为m₃的微米级的生物玻璃粉末烘干待用，m₁、m₂、m₃均为烘干后的质量，三种粉末总质量为m=m₁+m₂+m₃；其中，m₁:m₂=8:2~4:6，m₃:(m₁+m₂)=1:9~1:1；

将不同种光固化树脂单体和/或其预聚物以预定比例混合后，加入塑化剂和质量为2%m-6%m的分散剂超声混合，之后加入光引发剂和阻聚剂、离型剂以及润滑剂，充分混合得到质量为m₄的溶剂，m:m₄=1:7~7:3；其中，通过采用不同降解性能的成分，能够调节所述支架的降解性能，羟基磷灰石粉末基本不降解，生物玻璃粉末降解速率最快；通过调节组分、比例实现所述支架的可控降解；

所述光固化树脂单体和/或其预聚物包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯及其改性树脂体系中的任意一种或者两种以上的混合物；离型剂为丙烯酸酯改性硅油、Glide Rad 2500、Glide Rad 2300或Glide Rad 2100；

S2.光固化生物陶瓷浆料的制备：

将质量为m₁的羟基磷灰石粉末、质量为m₂的β-磷酸钙粉末、质量为m₃的微米级的生物玻璃粉末分次加入质量为m₄的溶剂中，每次均搅拌均匀，最后得到初始浆料；

向所述初始浆料中加入球磨珠，真空球磨均匀后得到打印浆料；

S3.利用打印浆料按照预先设计的生物复合陶瓷支架多孔点阵模型进行DLP 3D打印和/或光固化，获得生物陶瓷素坯；

S4.生物陶瓷素坯脱脂烧结获得生物复合陶瓷支架成品。

2.如权利要求1所述的一种降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架的制备方法，其特征在于，步骤S1中医用级生物玻璃粉末的球磨工艺如下：转速300-450r/min，球料比为10:1-7:1，球磨3h-8h，球磨后过筛，获得微米级的生物玻璃粉末。

3.如权利要求1所述的一种降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架的制备方法，其特征在于，步骤S3包括如下子步骤：

S31.向3D打印设备倒入打印浆料，根据打印浆料的颗粒大小和粘度，来调整铺料厚度在75μm-250μm之间，颗粒大则厚度高，粘度高则厚度低；

S32.导入生物复合陶瓷支架的多孔点阵模型，设置基础固化时间为30-40s，进行打印，得到生物陶瓷素坯；

S33.将生物陶瓷素坯超声清洗；

S34.将清洗后的生物陶瓷素坯进行紫外照射二次固化。

4.如权利要求1所述的一种降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架的制备方法，其特征在于，步骤S4中的脱脂烧结工艺如下：

脱脂时：温度从室温以2℃/min-10℃/min升温速率升温到100℃，保温0.5-1.5h；0.2-0.5℃/min到300-350℃，保温0.5-1.5h；0.2-0.5℃/min到400-450℃，保温0.5-1.5h；0.2-0.5℃/min到500-550℃，保温0.5-1.5h；0.2-0.5℃/min到600℃，保温0.5-3h；

烧结时：温度从室温或600℃以2℃/min-5℃/min升温到900-1200℃，保温1-3h，以2℃/min-5℃/min降到550℃，保温0.5-1h，随炉冷却；烧结后即可得到复合陶瓷成品。

5.如权利要求1所述的一种降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架的制备方法，其特征在于，步骤S1中的三种粉末平均粒径为1微米-10微米。