[发明专利]一种用于3D打印的磷酸钙试剂套装及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及医用生物材料制备技术领域，尤其涉及一种可用于3D打印的磷酸钙试剂套装及其制备方法和应用。所述磷酸钙打印试剂套装包含了凝胶A和凝胶B两部分；凝胶A包括了聚电解质、钙盐、凝胶剂、固化剂、水，凝胶B包括磷酸盐、凝胶剂、发泡剂、水。制备方法包括以下步骤：将凝胶剂、固化剂加入聚电解质和钙盐的水溶液，制备含有聚电解质、钙离子的凝胶A；将凝胶剂、发泡剂溶于磷酸盐的水溶液，制备含有磷酸根离子的凝胶B。使用前充分搅拌混合制成含有磷酸钙的矿化水凝胶。所述的磷酸钙矿化水凝胶可以根据添加的聚电解质和固化剂调节固化时间，也可加压加热，并可用于3D打印的磷酸钙材料。

技术领域

本发明涉及医用生物材料制备技术领域，尤其涉及一种用于3D打印的磷酸钙试剂套装及其制备方法和应用。

背景技术

骨组织的主要无机成分为磷灰石，羟基磷灰石无疑是骨替代材料的最佳选择。但是由于其流动性差、颗粒小，在实际应用中受到限制。而磷酸钙骨水泥作为一种新型的自固型生物活性骨水泥，凭借良好的可塑性、可降解性和生物相容性，成为了理想的骨移植材料。现有的骨水泥都是将合成好的磷酸钙与凝胶成分混合制备，因此骨水泥中的磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸四钙转变成羟基磷灰石的时间不可控制。随着3D打印技术的发展，目前对于骨缺损部位，可以精准的扫描重建，并通过计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)技术的发展打印出与骨缺损形态一致的骨修复材料，这就要求使用的打印材料具有一定的可塑性，而且可以精准地控制固化和相变时间。

目前用于3D打印的自20世纪80年代CAD/CAM逐渐广泛应用于牙科领域，商品化牙科CAD/CAM系统全瓷修复体的制作已经发挥了巨大的作用，主要的工作原理为预成原材料的切削，但切削所剩余的瓷块因不能被循环利用而只能被丢弃；其次使用的多为氧化锆、树脂块等牙科材料，与牙体的弹性模量等机械性能相差较多，容易引起修复体折裂、牙折裂等并发症。目前用于牙体缺损的修复材料主要为银汞合金、复合树脂、玻璃离子等，用于根管充填的材料包括牙胶尖和根充糊剂，这些材料与牙体组织之间通过粘接剂固位或者机械固位，其粘接界面老化或者出现材料降解都会影响粘接和充填材料的耐久性。

发明内容

基于上述现有技术问题，本发明目的就是提供一种可供3D打印的磷酸钙试剂套装及其制备方法和应用，可以有效的长期保存，可调控其固化和成形速度，有利于更适用于3D打印。

根据发明的目的，用于3D打印的磷酸钙试剂套装，包括凝胶A和凝胶B 两部分,

以重量份计：所述的凝胶A，至少包含：钙盐100～1000份、聚电解质10～200 份、凝胶剂50～200份、溶剂50～3000份；

所述的凝胶B，至少包含：磷酸盐100～1000份、凝胶剂50～200份、溶剂 50～3000份；

且所述的凝胶A和/或所述的凝胶B中还包括固化剂10-200份、发泡剂 50-200份；

所述的凝胶A和凝胶B分开储存；凝胶A中的钙与凝胶B中的磷酸根、磷酸一氢根及磷酸二氢根的总物质的量浓度比为(0.1-10)：1；

所述的凝胶A的制备方法为：称取聚电解质和钙盐溶于溶剂中，然后加入其余组分，得到凝胶A；

所述的凝胶B的制备方法为：称取磷酸盐溶于溶剂中，再加入其与组分制备得到凝胶B。

套装中的组分固化剂和发泡剂即可以同时添加在凝胶A中，也可以同时添加在凝胶B中，还可以将固化剂和发泡剂分开并分别添加在凝胶A和凝胶B中，也可以将部分固化剂(发泡剂同理)添加在凝胶A中，另一部分添加在凝胶B 中。

在本发明的一种可选实施方式中，将固化剂添加在凝胶A中，发泡剂添加在凝胶B中。

作为本发明的优选方案，所述的溶剂为去离子水、任意体积比的乙醇去离子水溶液或任意体积比的丙酮去离子水溶液。