[发明专利]一种生物陶瓷表面涂覆医学植入体的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物陶瓷表面涂覆医学植入体的制备方法，属于医工结合领域，可以制备形状复杂、尺寸精准的植入体，采用所述方法制备的医学植入体对人体组织无损害，同时其强度等力学性能满足植入体的使用要求。本发明方法首先用陶瓷增材制造的方式，制备氧化锆胚体，通过脱脂烧结方法将氧化锆基体最终成形，再将基体放入配置的羟基磷灰石—聚乙烯醇浆料中，通过离心作用在基体表面覆盖一层浆料后风干固化；重复上述浸入—离心—风干步骤制备均匀的涂层，最后通过脱脂烧结得到致密的生物陶瓷涂层。制件保留了氧化锆多孔陶瓷的优良力学性能，并且通过羟基磷灰石涂层获得了出色的生物性能。

技术领域

本发明属于医工结合领域，具体涉及一种生物陶瓷表面涂覆医学植入体的方法。

背景技术

近年来，增材制造技术发展势头迅猛，在各行各业都能看到它的身影。将增材制造技术应用于骨修复，可以规避传统骨移植存在的一些弊端，并带来一系列可以用作骨缺损修复的材料。例如金属材料、生物陶瓷材料、高分子材料、复合材料等等，这些材料利用增材制造技术能实现个性化定制，较高程度地还原患者骨骼原来的形貌。另外利用这项技术，还能够实现一些特定结构的打印，例如多孔结构，有利于养分的运输和细胞组织的生长，对骨修复具有重要意义。

虽然这些材料能够达到作为骨缺损修复某些方面的要求，在其他方面却存在缺陷。金属材料有着卓越的力学性能，能够承担较大的力，但作为植入物其生物相容性较差，长期处于人体体液环境会出现腐蚀，金属离子析出等问题，对人体造成损害。另外金属弹性模量无法与人骨相匹配，容易导致应力屏蔽，造成植入物松动。在高分子材料中应用较为广泛的PLA(聚乳酸)，最终降解产物只有水和CO₂，具有优秀的生物降解性能，但是过快的降解速率、较低的强度限制了其在骨骼修复领域的使用。

氧化锆陶瓷具有良好的耐磨性能和化学稳定性，在体内不会发生降解。目前氧化锆陶瓷主要应用的方面是作为牙科修复的材料。磷酸钙类陶瓷具有与人体骨骼相似的化学组分，并且具有良好的生物活性。从现有针对骨植入的研究表明，使用磷酸钙类陶瓷具有良好的骨传导性，有效促进成骨细胞附着在支架表面上。此外，磷酸钙类陶瓷在体内会发生降解，降解的产物可以作为形成新骨组织的原料，并且促进骨组织细胞生长和分化。尽管磷酸钙类陶瓷具有良好的生物活性，但是机械强度无法满足作为骨植入物的需求。

现有研究表明，作为骨植入物需要有多孔结构，多孔结构直接影响细胞的生长和细胞代谢，多孔结构在细胞生长的过程中起到营养供给，气体交换以及运输代谢产物。在实际应用中，现有的植入物支架可以满足多孔结构和孔隙率，但是无法保证支架具有优异的力学性能。基于以上考虑，多孔陶瓷支架具有良好的生物相容性并且具有较好的生物学力学性能更加符合作为植入体的需求。

传统方法生产多孔支架有很多方案，较为常见的方案有添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法、溶液-凝胶法和冷冻干燥法，这些方法制造的多孔支架很难满足作为植入物需要的复杂结构。

发明内容

本发明提出了一种生物陶瓷表面涂覆医学植入体的制备方法，所述方法可以制备形状复杂、尺寸精准的植入体，采用所述方法制备的医学植入体对人体组织无损害，同时其强度等力学性能满足植入体的使用要求。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种生物陶瓷表面涂覆医学植入体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将光敏树脂、分散剂以及氧化锆陶瓷粉末混合，所述光敏树脂的质量百分比为20％-50％，分散剂的质量百分比为1％-3％，其余组分为氧化锆陶瓷粉末；真空分散20min后，高速搅拌20min得到混合均匀的浆料；

步骤2：将上述得到的浆料采用DLP(数字光打印)的方式成型多孔氧化锆陶瓷胚体，清洗后对胚体进行脱脂和高温烧结处理；

步骤3：在上述处理后的胚体上涂覆磷酸钙类陶瓷—聚乙烯醇混合浆料涂层，将涂层经过风干后进行脱醇、高温烧结、除菌处理得到多孔生物陶瓷医学植入体。