[发明专利]一种超高分子量聚乙烯/β-磷酸三钙复合材料3D线材打印种植牙的制备方法

说明书

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯（UMHWPE）/β‑磷酸三钙(TCP)复合材料3D线材打印种植牙的制备方法。所述方法先将质量比为10%~30%：90~70%的纳米级β‑磷酸三钙粉末和医用植入级超高分子量聚乙烯粉末混合，熔融后，挤出拉丝，得到3D打印用的超高分子量聚乙烯/β‑磷酸三钙耗材，再设置3D打印参数，控制打印喷头温度为200~230℃，打印底板温度为20~50℃，打印速度为20~40mm/s，冷却风扇转速为2000~2500rpm，导入种植牙三维模型后开始打印，得到超高分子量聚乙烯/β‑磷酸三钙复合材料种植牙。本发明采用3D打印技术，基台部与牙种植体本体一体成型,具有高强度、高硬度和抗冲击强度，并且具有良好的生物相容性及骨诱导性。

技术领域

本发明属于医用生物材料技术领域，涉及一种超高分子量聚乙烯/β-磷酸三钙复合材料种植牙的制备方法，具体涉及一种基于3D打印技术的超高分子量聚乙烯/β-磷酸三钙复合材料种植牙的制备方法。

背景技术

β-磷酸三钙(β-TCP ) 是磷酸钙的一种三方晶相，与人体骨矿结构相似。β-TCP生物相容性好，植入机体后与骨直接融合，学者们已经证实β-TCP能被机体所吸收, 无任何局部炎性反应及全身毒副作用。常用的β-TCP植入体内可逐渐降解，降解速率可因其表面构造、结晶构型、含孔率及植入动物的不同而异。与其他陶瓷相比，β-TCP陶瓷更类似于人骨和天然牙的性质和结构在生物体内，并且依靠从体液中补充钙和磷酸根离子等形成新骨，可在骨骼接合界面产生分解、吸收和析出等反应，实现牢固结合。β-磷酸三钙也可以用人工的方式合成，并且β-磷酸三钙被广泛应用于骨组织修复和牙科类材料市场。

超高分子量聚乙烯（UMHWPE）塑料是一种已实现工业化的高性能工程塑料，来源广泛且价格相对低廉。因特有的极为简单规整的长线性结构，超高分子量聚乙烯分子易发生缠结、结晶与高度取向，由此具备突出的比强度、比模量以及优异的耐低温、耐化学腐蚀、耐磨自润滑、电绝缘和生物相容性等，最为主要的是它有较好的耐油性，耐水性，化学稳定性，水，无机盐，碱，酸类对超高分子量聚乙烯几乎无影响， UHMWPE的冲击强度约为耐冲击PC的2倍，ABS的5倍，POM和PBTP的10余倍。因此它是制备种植牙较理想的理想材料。UHMWPE具有优异的生理惰性和生理适应性，经美国食品及药物行政管理局、农业部批准，可在医药几与人体接触的领域使用，如作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节及节育植入体等的临床使用，是理想的医用高分子材料。有UHMWPE制成的腕臼和金属股骨组成的人工髋膝关节，耐磨性和安全性比PTFE更为优异。目前世界上已有数十万人接受了这类人工关节的置换。

3D打印也被称为增材制造（AM），快速成型（RP），是通过计算机逐层分层和打印三维模型层的过程。3D打印有很多优点：①保存材料，提高材料利用率和降低成本；②可以实现高精度和高复杂性，并且可以制造使用传统方法无法制造的非常复杂的零件；③不需要传统工具，夹具，机床或者任何工具，可以直接从任何三维CAD图形生成真实世界的产品；④可以自动，快速，直接和准确地将计算机的三维设计转换为物理模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效缩短产品开发周期；⑤3D打印无需集中，固定的制造车间和分布式生产；⑥可以打印组装产品，从而降低装配成本，甚至可以挑战大规模的生产方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯/β-磷酸三钙复合材料种植牙的制备方法。该方法基于3D打印技术，以超高分子量聚乙烯和β-磷酸三钙 为原料，打印制备得到力学性能优异、生物相容性良好的种植牙。

实现本发明目的的技术方案如下：

超高分子量聚乙烯/β-磷酸三钙 复合材料种植牙的制备方法，包括以下步骤：