一种3D打印复合材料活性骨植入体及成型方法技术

本发明专利技术提供了一种3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法，包括如下步骤：S1、将磷灰石

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印复合材料活性骨植入体及成型方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械制造
，具体而言，涉及一种3D打印复合材料活性骨植入体及成型方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国因社会人口老龄化的加剧、交通意外事故等造成的人体组织的缺失或功能障碍日益增加，通常超过骨缺损的临界大小时，内源性修复很有限，尤其是在复杂的骨折和疾病的情况下，骨移植是不可避免的。钛及钛合金由于其良好的机械性能、耐腐蚀性和生物相容性被广泛应用于骨科领域。但是，由于钛植入体本身的一些缺陷使其临床应用很难取得完美的治疗效果，例如强度较低、延伸性不好、抗冲击性能差等。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种3D打印复合材料活性骨植入体及成型方法，能够有效解决现有材料骨诱导性差的问题。
[0004]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术第一方面提供了一种3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法，包括如下步骤：
[0006]S1、将磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷进行研磨，然后分别过不同目数筛网，分别得到第一玻璃陶瓷粉末和第二玻璃陶瓷粉末；
[0007]S2、将步骤S1所得第一玻璃陶瓷粉末、第二玻璃陶瓷粉末与聚乳酸粉末进行球磨混合，得到第一粉末混合物；
[0008]S3、向步骤S2所得第一混合物中加入添加剂，球磨混合均匀，得到第二粉末混合物；
[0009]S4、向步骤S3所得第二粉末混合物中加入胶粘剂，球磨混合均匀，得到第三粉末混合物；<br/>[0010]S5、利用激光3D打印技术，将步骤S4所得第三粉末混合物打印成型得到复合材料活性骨植入体。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种3D打印复合材料活性骨植入体，由上述成型方法制得。
[0012]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0013]本专利技术所提供的3D打印复合材料活性骨植入体及成型方法，通过3D打印技术将磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷材料与聚乳酸有机地结合起来，有效地应用了二者的优势性能，使得所制得的活性骨植入体具有良好的抗拉强度和抗冲击性能，另外，该活性骨植入体具有密布的多孔结构，一方面减轻了材料的重量，另一方面提升了材料的延伸性能。
具体实施方式
[0014]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0015]本具体实施方式提供了一种3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法，包括如下步骤：
[0016]S1、将磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷进行研磨，然后分别过不同目数筛网，分别得到第一玻璃陶瓷粉末和第二玻璃陶瓷粉末；
[0017]S2、将步骤S1所得第一玻璃陶瓷粉末、第二玻璃陶瓷粉末与聚乳酸粉末进行球磨混合，得到第一粉末混合物；
[0018]S3、向步骤S2所得第一混合物中加入添加剂，球磨混合均匀，得到第二粉末混合物；
[0019]S4、向步骤S3所得第二粉末混合物中加入胶粘剂，球磨混合均匀，得到第三粉末混合物；
[0020]S5、利用激光3D打印技术，将步骤S4所得第三粉末混合物打印成型得到复合材料活性骨植入体。
[0021]其中，在步骤S1中，磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷由现有方法制得，具体如下：
[0022]首先把正硅酸乙酯和磷酸三乙酯溶于乙醇中配制成有机溶液，将硝酸钙、硝酸镁和氟化氢氨分别溶于水中配制成无机溶液，再于搅拌状态下将无机溶液滴加到有机溶液中，同时加稀硝酸调节pH值，继续搅拌直至形成稳定溶胶，最后形成透明均匀的凝胶。湿凝胶经24h陈化，真空冷冻干燥形成干凝胶，再于800℃下煅烧1h除去残余有机物即得。
[0023]进一步地，按重量份计，第一玻璃陶瓷粉末为100重量份，第二玻璃陶瓷粉末为70
‑
80重量份，聚乳酸粉末为20
‑
30重量份，添加剂为8
‑
10重量份，胶粘剂为10
‑
14重量份。
[0024]进一步地，球磨混合采用干式球磨，转速为300
‑
400rpm。
[0025]进一步地，在步骤S1中，第一玻璃陶瓷粉末的粒径为100
‑
120微米，第二玻璃陶瓷粉末的粒径为30
‑
40微米。
[0026]进一步地，在步骤S2中，聚乳酸粉末的粒径为10
‑
14微米。
[0027]进一步地，在步骤S3中，添加剂为MgO、SiO2、CaF2和CaO的混合物，按重量比计，MgO：SiO2：CaF2：CaO＝1：(1
‑
2)：(0.5
‑
1)：(0.5
‑
1)。
[0028]进一步地，胶粘剂为纤维素和/或麦芽糊精粉。
[0029]进一步地，胶粘剂为纤维素和麦芽糊精粉的混合物，按重量比计，纤维素：麦芽糊精粉＝1：(1
‑
2)。
[0030]本具体实施方式还提供了一种3D打印复合材料活性骨植入体，由上述3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法制得。
[0031]本成型方法主要利用了聚乳酸的生物相容性和生物降解性，以及利用了磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷具有较好的力学性能和生物相容性的特点，将二者有机地组合起来，形成复合材料，所制得的复合材料活性骨植入体兼具二者的优点。
[0032]聚乳酸是一种新型的生物降解材料，降解后的最终产物是二氧化碳和水，不会对
生物体造成不良影响，且其还具备良好的机械性能及物理性能，良好的抗拉强度及延展度使其在植入生物体后很难被破坏，形状稳定。
[0033]磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷不但具有良好的生物活性和生物相容性，其在生物体内还具备一定的骨传导性，能有效促进骨组织生长与沉积，且其还具有一定的骨诱导性和降解性。
[0034]实施例1
[0035]一种3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法，包括如下步骤：
[0036]S1、将磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷进行研磨，然后分别过不同目数筛网，分别得到粒径为110微米的第一玻璃陶瓷粉末和粒径为35微米的第二玻璃陶瓷粉末；
[0037]S2、取100重量份的第一玻璃陶瓷粉末、75重量份的第二玻璃陶瓷粉末与25重量份的聚乳酸粉末(粒径为12微米)进行干式球磨混合，转速为300rpm，得到第一粉末混合物；
[0038]S3、向步骤S2所得第一混合物中加入9重量份添加剂，该添加剂包括2.25重量份的MgO、3.37重量份的SiO2、1.58重量份的CaF2和1.8重量份的CaO，干式球磨混合均匀，得到第二粉末混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将磷灰石
‑
硅灰石微孔玻璃陶瓷进行研磨，然后分别过不同目数筛网，分别得到第一玻璃陶瓷粉末和第二玻璃陶瓷粉末；S2、将步骤S1所得第一玻璃陶瓷粉末、第二玻璃陶瓷粉末与聚乳酸粉末进行球磨混合，得到第一粉末混合物；S3、向步骤S2所得第一混合物中加入添加剂，球磨混合均匀，得到第二粉末混合物；S4、向步骤S3所得第二粉末混合物中加入胶粘剂，球磨混合均匀，得到第三粉末混合物；S5、利用激光3D打印技术，将步骤S4所得第三粉末混合物打印成型得到复合材料活性骨植入体。2.根据权利要求1所述的3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法，其特征在于，按重量份计，第一玻璃陶瓷粉末为100重量份，第二玻璃陶瓷粉末为70
‑
80重量份，聚乳酸粉末为20
‑
30重量份，添加剂为8
‑
10重量份，胶粘剂为10
‑
14重量份。3.根据权利要求1所述的3D打印复合材料活性骨植入体的成型方法，其特征在于，球磨混合采用干式球磨，转速为300
‑
400rpm。4.根据权利要求1所述的3D打印复合材料活性骨植入...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗乙娲，焦树强，王明涌，涂继国，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室珠海，
类型：发明
国别省市：