[发明专利]一种定制可降解多元多层纳米复合物3D打印义指指骨有效

专利信息
申请号: 201811127845.1 申请日: 2018-09-27
公开(公告)号: CN109330744B 公开(公告)日: 2020-08-25
发明(设计)人: 徐淑波;刘建营;王瀚林 申请(专利权)人: 山东建筑大学
主分类号: A61F2/28 分类号: A61F2/28
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 250101 山东省济南市历城区*** 国省代码: 山东;37
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摘要: 发明涉及一种种植假体,尤其涉及的是一种定制可降解多元多层纳米复合物的3D打印义指指骨。本发明是用CT扫描断指得到断指的CT断层图像数据,根据CT断层图像数据建立符合断指的义指三维模型,以Ti粉、Mg、Si、Ca、Cu、Ag、铌粉和钼粉多类金属混合作为指骨骨骼的基体材料,再加入不同比例的碳纳米管/羟基磷灰石/硅灰石纤维的三元纳米复合物混合粉末,逐层打印指骨骨骼。本发明打印出的义指指骨与传统方法制作的钛合金、镁合金指骨相比,拥有更好地强度、韧性和生物相容性。
搜索关键词: 一种 定制 降解 多元 多层 纳米 复合物 打印 指指
【主权项】:
1.一种定制多元多层纳米复合物3D 打印义指指骨的制备方法,其特征在于:用CT扫描断指得到断指的CT断层图像数据,根据CT断层图像数据建立符合断指的义指三维模型,以Ti粉、Mg、Si、Ca、Cu、Ag、铌粉和钼粉多类金属混合作为指骨骨骼的基体材料,再加入不同比例的碳纳米管/羟基磷灰石/硅灰石纤维的三元纳米复合物混合粉末,逐层打印指骨骨骼,通过该方法制得的义指指骨具有优异的生物相容性、力学性能;所述义指指骨制备的具体工艺步骤为:(a)建立三维模型:采用CT扫描双手得到残指CT断层图像数据,根据残指指骨缺失的程度及残端骨的内径,利用三维重建软件得出指骨内金属种植体的大小及形态;(b)金属纳米复合材料粉末的制备:将金属Ti粉末、Mg颗粒(纯度为99 .6%)、Si颗粒(纯度99 .9%)、Ca颗粒、Cu颗粒、Ag颗粒、铌粉、钼粉和铂粉按摩尔量比为(20‑40):(10‑20):(38‑45):(15‑18):(5‑8):(3‑5):(5‑10):(0.1‑0.5):(0.8‑2)均匀混合配制好后,将混合物进行球磨处理,使其最大球直径不超过40μm,得到金属复合超细粉末;(c)碳纳米管/羟基磷灰石/硅灰石纤维的三元纳米复合物粉末的制备:将分散剂十二烷基硫酸钠溶解于去离子水中,加入碳纳米管,磁力搅拌,使碳纳米管被水溶液完全润湿,搅拌时间约30min;接着利用超声波仪器超声,功率设置为700 W,超声60 min,超声结束后,将分散液离心沉降,去除未分散开的团聚粒子;离心速率为3000 r /min,离心时间为40 min,得到一定碳纳米管含量的稳定分散液备用;用浓盐酸充分溶解硅灰石纤维,并将其稀释至Ph值小于或等于7.3;将稀释后的溶液进行超声波超声,使硅灰石纤维均匀扩散;在搅拌条件下,缓慢地加入碳纳米管分散液,保持碳纳米管质量分数为6%;然后将分散好的质量分数为30%的HA 纳米微粒加入到原料中,继续搅拌6 h;最后抽滤,并在真空120 ℃条件下烘干至恒重;得到的三元预混物;将得到的三元预混物进行球磨处理,使其最大球直径不超过40μm,得到三元复合纳米粉末;(d)获得3D打印义指指骨:将金属超细粉末和三元复合纳米粉末分别按质量分数比为3:1、2:1、1:1进行充分混合,将获得的粉料依次命名为粉料2、粉料3和粉料4,并且以金属粉末作为粉料1和三元复合纳米粉末作为粉料5,至此义指指骨的准备工作全部完成。
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