[发明专利]3D打印载药型纳米复合人工骨的制备方法及其产品和应用

摘要

本发明涉及一种3D打印载药型纳米复合人工骨的制备方法及其产品和应用，包括载药HNTs的制备和3D打印载药人工骨支架材料。首先用埃洛石负载抗生素类药物盐酸四环素（TCH）（TCH/HNTs），以具有生物可吸收性的PLA为基质，并联合具有骨生物活性的无机材料nHA，通过3D技术制备出载药复合纳米人工骨支架材料。所制备的以PLA为基质，nHA为生物加强相，并复合载药埃洛石纳米管，通过3D打印制备的人工骨支架材料具有较好的抗菌效果，并具有良好的生物相容性、可降解性、合适的强度和韧性以及促骨生长性能，是一种较理想的新型支架材料；所制备的人工骨支架具有的孔径大小和孔隙率，可促进组织工程中新生骨和新生血管的生长，从而在骨组织修复工程领域具有良好的应用前景。

主权项

一种3D打印载药型纳米复合人工骨的制备方法，其特征在于，用埃洛石（HNTs）负载抗生素类药物盐酸四环素（TCH），包括以下步骤：（1）载药HNTs的制备取TCH溶解在纯水中搅拌20min，之后加入HNTs溶液，超声分散40min，使得HNTs充分分散到TCH溶液中；将TCH和HNTs混合溶液置于真空干燥箱，在0.05的条件下抽真空，直至液体表面不再有气泡出现；从真空干燥箱拿出后，搅拌5min后重复一次抽真空，驱除HNTs内部空腔内残留的气泡，使更多TCH的进入到的内部；在3000rpm的条件下离心取出上清液待用，用超纯水清洗沉淀，得TCH/HNTs载药粉末；将该载药粉末在50°的条件下干燥24h，用玛瑙研钵研磨干燥粉末后再用筛网过滤，待用；（2）3D打印载药人工骨支架材料称取TCH/HNTs、聚乳酸（PLA）及羟基磷灰石（nHA）颗粒加入二氯甲烷溶液中，37度持续搅拌（400rpm/min）12h完全充分溶解，混悬液于‑20度冷冻12h，将冷冻好的混合材料置入冷冻干燥机内冻干12h，将材料残留的二氯甲烷有机溶剂蒸发，制得复合材料待用；将冻干材料取下，剪碎后置入3D生物打印机墨盒中，采用计算机辅助软件设计支架材料，材料大小为直径为5mm，高6mm的中空圆柱体，同时将材料属性设置为孔径500um，孔隙率为70%，将数据以STL 格式导入 3D 打印控制软件中，设置打印参数：材料沉积速度 10 mm/s，打印层厚 0.3 mm，平台成型温度‑20℃，挤出速度 3 mm/min，设备针头直径300μm，由打印机按预设参数熔融材料后在X、Y、Z轴方向分别喷涂成行，完成支架的制作。