[发明专利]一种生物基牙科3D打印光固化树脂配方

说明书

本发明公开了一种生物基牙科3D打印光固化树脂配方，包括40‑60％重量份的双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯和/或乙氧化双酚A甲基丙烯酸双酯，20‑30％重量份的N‑乙烯基己内酰胺，10‑20％重量份的PEG400DA(聚乙二醇400二丙烯酸酯)，10‑20％重量份的1,6‑己二醇二丙烯酸酯，5‑10％重量份的扩链剂，和总比例不超过3％重量份的引发剂。该配方充分考虑了光固化反应的充分性和固化速度，由该生物基牙科3D打印光固化树脂配方制备的光固化树脂透明性能好，具有良好的生物相容性，无毒，光固化反应完全，固化速度快，3D打印的精度和表面质量好，具有优异的刚性和韧性。

技术领域

本发明属于医疗卫生技术领域，具体涉及一种生物基牙科3D打印光固化树脂配方。

背景技术

3D打印技术又称为增材制造技术，是根据所设计的3D模型，通过3D 打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。

光固化3D打印技术凭借成型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的细微之处等特点，在牙科方面得到了广泛的应用。

光固化3D打印按出现的时间顺序来分，主要有三种：喷射性光固化 3D打印，激光固化快速成型3D打印(SLA)，面曝光快速成型3D打印。

早期的喷射性光固化3D打印是将光敏树脂高速喷出，由于树脂的高速喷出，树脂的粘度过低会容易飞溅，粘度过高又使其铺平困难，再加上光敏树脂本身的收缩及翘曲变形，使成型制件的精度较低。

激光固化快速成型3D打印是比较成熟的一种光固化3D打印，基本取代了喷射性光固化3D打印。这种打印方式并非树脂的喷射，而是通过下移液体树脂槽中用于成型制品的工作台，且添加了树脂的刮平工序，因此减少了光固化制件的翘曲与变形。

随着快速成型技术对成型的精度和速度等性能要求的提升，面曝光快速成型近年来得到快速发展。面曝光快速成型可一次性实现零件一层的固化，与SLA相比，面曝光快速成型3D打印技术无论在精度、速度，还是设备成本方面都具有明显优势，因此面曝光快速成型技术在微型零件的快速成型领域发展迅速。数字光处理技术(DLP)已使面曝光成型精度达到 40～50μm，并且理论上仍有很大的提升空间。而在2015年3月20日，美国Carbon3D公司和北卡罗来纳大学的研究人员在《科学》杂志上发表文章，报道了一种革命性改进的3D打印技术——连续液面制造(CLIP)技术，将 3D打印速度提高100倍。

光固化3D打印技术的关键之一是采用何种光敏树脂。3D打印机与光敏树脂的研究可以相互促进，因此西方发达国家在3D打印用光敏树脂方面依然保持领先。目前国外光敏树脂做的最好的是美国3D Systems公司、德国EOS公司、以色列OBJET公司(已被美国Stratasys公司收购)等，这几个公司基本瓜分了3D打印光敏树脂产品的市场。但是光敏树脂作为这些公司加强自己在3D打印领域竞争力的关键技术，成果处于严格的保密之中，鲜有对外公布，并且这些公司采取将光敏树脂与其生产的光固化3D打印机捆绑销售的手段来进一步提升自己的垄断地位。

我国自上世纪70年代初期就开始了光敏树脂的研究，只是当时未能找到理想的光引发剂，树脂的光敏性等性能也不过关，因而几乎未有实质性的进展。引发剂是控制成型速度的关键，成型后的收缩对制品的尺寸精度及翘曲变形影响很大。因此，选择合适的引发剂及控制光敏树脂的固化收缩是提高材料性能的主要途径。

另外，针对牙科使用的3D打印光固化树脂而言，除了引发剂和树脂的固化收缩因素以外，还要考虑毒性及反应完全性、光固化反应完全和固化快的因素，还要求树脂透明性能好，以及具有良好的生物相容性。

发明内容