[发明专利]一种基于光固化3D打印陶瓷骨支架的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于光固化3D打印陶瓷骨支架的制备方法，其特征是：采用光固化(SLA)3D打印技术制备个性化ZTA多孔骨支架，将CSC与ZTA陶瓷骨支架填充复合，从而将CSC优良的骨引导、骨诱导性能与ZTA陶瓷骨支架优异的力学性能、生物相容性等有机的结合起来，有望作为有效的骨修复材料，为陶瓷骨支架的临床应用提供一种选择方法。实现步骤包括：陶瓷骨支架三维数字化模型的设计；陶瓷骨支架坯体的3D打印；陶瓷骨支架坯体的后处理；陶瓷骨支架坯体的排胶、预烧与烧结及复合陶瓷骨支架的制备等。陶瓷骨支架由于无金属离子溶出，不会导致过敏反应，已得到广泛研究。采用三维数字化技术制备的陶瓷骨支架能够为患者提供更好的解决方案。

主权项

1.一种基于光固化3D打印陶瓷骨支架的制备方法，该方法是通过下述步骤实现的：(1)陶瓷骨支架三维数字化模型的设计：结合患者骨损伤CT图，应用UG、Solidworks三维设计软件设计出陶瓷骨支架的三维数字化模型，转换为STL格式导入到Magics切片软件中，对陶瓷骨支架的三维数字化模型进行加支撑、切片处理，支撑设计厚度为3～5mm，切片厚度为80～125μm，将切片后的数字模型以STL格式导出备用；(2)陶瓷骨支架坯体的3D打印制备：将ZTA光敏陶瓷浆料倒入光固化3D陶瓷打印机的料槽中，将切片处理后的数字化模型导入到执行软件中开始打印，调整优化工艺参数，打印制备出ZTA陶瓷骨支架坯体；(3)陶瓷骨支架坯体的后处理：去除陶瓷骨支架坯体上的支撑，然后超声清洗去除骨支架表面及内部孔道中粘附的浆料，将清洗后的骨支架进行5～10分钟紫外固化提高强度；(4)陶瓷骨支架坯体的排胶、预烧与烧结：将固化后的骨支架坯体放入陶瓷坩埚中，然后转移到电阻丝炉中，在空气气氛下将有机树脂充分排除坯体，继续升温预烧，然后自然降温到常温备用，将排胶、预烧后的坯体进行埋粉后转移到高温烧结炉中进行烧结，冷却后得到烧结致密化的ZTA陶瓷骨支架；(5)复合陶瓷骨支架的制备：制备出硅酸钙骨水泥浆料，将ZTA陶瓷骨支架浸入到硅酸钙骨水泥浆料中，通过超声震荡、真空处理后，促进硅酸钙骨水泥浆料的填充率，取出骨支架，经50～120℃低温处理去除乙醇和水，从而制备出硅酸钙骨水泥‑ZTA复合陶瓷骨支架，其中，硅酸钙包覆ZTA陶瓷骨支架的表面或填充其孔隙以及连通孔道。