[发明专利]一种光固化成型硅酸钙/β-磷酸三钙陶瓷膏料及多孔支架制备方法

说明书

一种光固化成型硅酸钙/β‑磷酸三钙陶瓷膏料及多孔支架制备方法，陶瓷膏料按照质量比，包括陶瓷粉体78‑83％、预混液14‑16％、分散剂1.0‑2.0％、光引发剂0.5‑1.0％、相容剂1.0‑2.0％和流平剂0.5‑1.0％；制备方法通过优化光固化成型硅酸钙/β‑磷酸三钙膏料成分、合理选取光固化成型打印参数、优化设计多孔支架结构以及合理设计后续烧结工艺，提高了光固化成型硅酸钙/β‑磷酸三钙多孔支架的打印精度，减小烧结过程中的开裂变形，获得了精度高、开裂变形小的硅酸钙/β‑磷酸三钙多孔支架。

技术领域

本发明属于硅酸钙/β-磷酸三钙陶瓷制备技术领域，具体涉及一种光固化成型硅酸钙/β-磷酸三钙陶瓷膏料及多孔支架制备方法。

背景技术

硅酸钙、β-磷酸三钙和天然骨骼的无机成分相似，其不仅具有良好的生物相容性，而且能与新骨形成化学键性结合，同时可诱导骨组织再生，因此被广泛用于骨组织修复。因先天畸形、自然灾害及交通事故所致外伤、肿瘤及感染等各种因素引起的骨缺损在临床上十分常见，这些骨缺损不同程度地影响着患者缺损部位的形态与功能，常常给患者带来极大的不便。传统的治疗方法有着各自的局限性，如自体骨移植于供骨区的二次损伤，来源有限；同种异体骨移植虽经过处理，但易引起免疫反应，易吸收易感染等；人工骨材料如金属等在力学性能及生物学性能上与骨组织存在显著的差异等。由于现行骨缺损修复方法存在以上问题，骨组织工程修复骨缺损受到了越来越多的重视，已成为临床医学及生物学研究的重点。传统的骨组织工程支架的制备方法有模压成型、注浆成型、凝胶注膜成型等，这些成型方法难以低成本地制备高度复杂化个性化的骨组织工程支架。而借助增材制造方法对所需形状的构件进行个性化定制成型，则可以低成本快速地制备骨组织工程支架。

目前，常见的增材制造方法包括选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)、三维打印成型(3DP)和光固化成型(SLA)等，上述成型方法各有其特点，其中光固化成型(SLA)成型质量高，更适宜陶瓷增材制造，因此借助光固化成型(SLA)并结合陶瓷烧结制备工艺来制备硅酸钙/β-磷酸三钙多孔支架具有重要实用价值。但是目前硅酸钙/β-磷酸三钙多孔支架制备面临着如下问题：(1)打印件成型精度控制中激光功率、扫描速度、分层厚度、扫描间距等打印参数的选择直接影响打印件的打印精度，现有打印件的打印精度较低；(2)打印件在脱脂烧结过程中会发生开裂变形等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光固化成型硅酸钙/β-磷酸三钙陶瓷膏料及多孔支架制备方法，通过优化光固化成型硅酸钙/β-磷酸三钙膏料成分、合理选取光固化成型打印参数、优化设计多孔支架结构以及合理设计后续烧结工艺，提高了光固化成型硅酸钙/β-磷酸三钙多孔支架的打印精度，减小烧结过程中的开裂变形，获得了精度高、开裂变形小的硅酸钙/β-磷酸三钙多孔支架。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种光固化成型硅酸钙/β-磷酸三钙陶瓷膏料，按照质量比，包括陶瓷粉体78-83％、预混液14-16％、分散剂1.0-2.0％、光引发剂0.5-1.0％、相容剂1.0-2.0％和流平剂0.5-1.0％；

所述的陶瓷粉体为硅酸钙与β-磷酸三钙的混合粉体，硅酸钙与β-磷酸三钙的质量比为(0.8-1.2):(0.8-1.2)；硅酸钙和β-磷酸三钙的D50为3-5μm；

所述的预混液为双酚A环氧丙烯酸树脂、1，6-己二醇双丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物；其中，双酚A环氧丙烯酸树脂占预混液质量的24-28％，1，6-己二醇双丙烯酸酯占预混液质量的56-61％，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯占预混液质量的15-18％；

所述的分散剂为TEGO 685油性润湿分散剂；

所述的相容剂为硬脂酸；

所述的光引发剂为安息香双甲醚；

所述的流平剂为有机硅流平剂。