[发明专利]一种多级[微米/纳米]孔结构的仿生人工骨的制备方法

摘要

一种仿生人工骨三维多级孔结构的可控制备方法，其特征在于：利用选择性激光(光斑直径为微米尺度)烧结实现150-800μm梯度贯穿孔、利用混合少量高聚物微球在烧结过程中氧化分解形成10-100μm随机球形孔、利用腐蚀工艺获得数十纳米表面不规则孔的方法，最终得到具有与天然骨类似三维多级孔结构的仿生人工骨。根据植入部位要求，通过调整烧结工艺参数，能够精确控制梯度贯穿孔的分布与连通性等；通过精密控制炉温曲线和高聚物颗粒性质可以控制球形孔的形状与尺寸等；通过控制腐蚀液浓度和腐蚀时间能够控制纳米孔的大小和数量等。这对于创造一种利于细胞粘附、增殖和功能发挥的微环境，促进新骨形成，加快骨愈合具有极其重要的意义。

主权项

一种利用选择性激光(光斑直径为微米尺度)烧结实现150‑800μm梯度贯穿孔、利用混合的少量高聚物微球在烧结过程中氧化分解形成10‑100μm随机球形孔、利用腐蚀工艺获得数十纳米表面不规则孔的方法，最终得到具有与天然骨类似的三维多级孔结构的仿生人工骨，主要步骤包括：(1)原料制备：在纳米生物活性陶瓷粉末中添加一定量的高聚物(聚乳酸(PLA)、聚乙酸(PGA)及其共聚物(PLGA)等)微球，通过机械混合法获得均匀混合的粉末，其中高聚物的质量分数为10‑40％；(2)生坯成型：在烧结平台上均匀的铺设一层混合粉末，粉层厚度为0.15‑0.2mm，根据支架二维截面信息控制激光束有选择的扫描烧结粉末，通过层层叠加技术获得三维仿生人工骨支架生坯；(3)清粉处理：烧结平台下降一定的高度，利用毛刷、压缩机、气枪或吸尘器等设备去除未烧结的粉末后，得到150‑800μm的梯度贯穿孔；(4)高温烧结：将清粉后的生坯置放在温控炉中再烧结，并通过精密控制炉温曲线进行高聚物的去除同时形成10‑100μm的随机球形孔；(5)酸碱腐蚀：将仿生人工骨支架浸泡在一定浓度的酸性或碱性溶液中进行化学腐蚀，一定时间后将支架取出，利用去离子水冲洗并烘干，获得纳米尺度的表面不规则孔。