[发明专利]一种植物纤维和聚氨酯复合的记忆牙套及其制备方法

说明书

本发明提供了一种植物纤维和聚氨酯复合的记忆牙套及其制备方法，制备方法包括以下步骤：将植物物料进行粉碎、烘干后得植物纤维素；将植物纤维素与氢氧化钠溶液混合后进行球磨，得纳米化纤维素分散液，将纤维素分散液依次进行透析和干燥，得干燥的纳米化纤维素纤维；将干燥聚氨酯颗粒与二甲基亚砜溶液于65‑80℃条件下搅拌至聚氨酯颗粒溶解，得聚氨酯溶液；将干燥纤维素纤维与聚氨酯溶液搅拌混匀，然后离心去除气泡，得用于3D打印的溶液；将该溶液通过3D打印的方式制成记忆牙套即可。该记忆牙套可有效解决现有的牙套存在不方便自行摘取和佩戴的问题。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种植物纤维和聚氨酯复合的记忆牙套及其制备方法。

背景技术

植物资源在全世界范围内的分布非常广泛，但是利用率约为4％。中国是世界植物资源最丰富的国家，植物资源、植被面积和蓄积量均居世界前列。其中，竹子是一种广泛种植的多功能植物，生长速度快，成熟周期短，产量高。同时我国仅现有的农林废弃物就为15亿吨(约合7.4亿吨标煤)，可开发量约为4.6亿吨标煤，同时再加上数量巨大的林业纤维废料和工业纤维废渣，每年可利用的木质纤维原料总量可达20亿吨以上。生物质资源在能源枯竭的背景下，植物资源的利用规模快速增长，研究生物质产业的发展有着重要的现实意义。

三维(3D)打印诞生于1990年代，最初应用于模具制造、工业设计等领域。随着打印材料和控制技术的发展，3D打印的应用越来越广泛。相较于传统制造技术，3D打印在小批次、设计复杂的物件制造上具有成本和效率优势，这也使得3D打印在医疗领域具有良好的应用前景。3D打印的一个应用是手术辅助，比如打印3D模型辅助医生做术前规划、打印手术模板等；另一个是打印定制的医疗设备，例如打印助听器、假肢、假牙、新的给药系统、定制的植入式医疗设备。此外，3D打印还用于组织工程，如组织工程打印支架、3D生物打印技术等。近来，在生物质基原料结合3D打印领域有大量研究，实现了生物质可再生资源的高值化利用。

如今牙套需求日益增加，同时由于其个性化、加工复杂和特异性，因此，开发一种简单有效工艺方法，对牙套的个性化生产和生物医学领域的发展具重大的研究和应用意义。现有的3D打印牙套的材质一般为硅胶，对于小批次、设计复杂和具有个性化特点的牙套采用硅胶进行制备，所花费的时间、人工和经济成本均较高，且现有的3D打印牙套采用光固化技术，生产过程中需要良好的光固化材料，其原料很受限，并且需要光敏剂，光敏剂生物相容性差对人体有害，并不适合用于牙套中。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种植物纤维和聚氨酯复合的记忆牙套及其制备方法，该记忆牙套可有效解决现有的牙套存在时间、经济和人工成本高、材料受限以及牙套中含有对人体有害成分的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种植物纤维和聚氨酯复合的记忆牙套的制备方法，包括以下步骤：

(1)将植物物料进行粉碎，烘干，得植物纤维素；

(2)将步骤(1)中的植物纤维素与氢氧化钠溶液混合后进行球磨，得纳米化纤维素分散液，将纤维素分散液依次进行透析和冷冻干燥，得干燥的纳米化纤维素纤维；

(3)将干燥聚氨酯颗粒与二甲基亚砜溶液于65-80℃条件下搅拌反应至聚氨酯颗粒溶解，得聚氨酯溶液；

(4)将步骤(2)中的干燥的纳米化纤维素纤维与步骤(3)中的聚氨酯溶液搅拌混匀，然后离心去除气泡，得用于3D打印的溶液；

(5)将步骤(4)中的溶液通过3D打印的方式制成记忆牙套即可。