[发明专利]选区激光烧结中用纳米氧化钛增强镁黄长石骨支架的方法

摘要

本发明涉及一种利用纳米氧化钛粉末增强增韧镁黄长石骨支架，并利用选区激光烧结技术制备具有可控微孔结构的三维多孔陶瓷骨支架的方法。本发明解决了生物陶瓷韧性低、强度差和传统的多孔支架制备方法中所制备支架的微观孔结构不可控的问题。本发明的方法如下：将纳米氧化钛添加到微米的镁黄长石粉末中，使用机械混合的方法将复合粉末混合均匀，然后将粉末置于选区激光烧结系统中利用快速成型技术制备多孔镁黄长石骨支架。本发明所制备的多孔支架具有强韧化的力学性能和可控的微孔结构，能够满足组织工程骨研究及应用的需求。

主权项

一种利用纳米二氧化钛(TiO2)粉末增强增韧镁黄长石(AK)骨支架，并利用选区激光烧结(SLS)技术制备具有可控微孔结构的三维多孔陶瓷骨支架的方法，其具体所采用的工艺为：(1)纳米/微米混合粉末的制备：利用电子天平称量一定量的AK粉末，再取质量分数为1‑5％的TiO2粉末加入AK粉末中，利用机械混合的方法使两种粉末混合均匀。其中，AK粉末的颗粒尺寸为1‑40μm，纯度大于98％，熔点为1260℃；TiO2粉末为金红石型，平均颗粒尺寸为20nm，纯度大于99.9％，熔点为1850℃；(2)生物陶瓷多孔支架的设计和制备：首先利用三维设计软件设计多孔支架，将设计好的三维数据模型导入计算机进行分层切片处理，得到每一层的截面轮廓信息。然后，在工作台上均匀地铺上薄薄的一层AK/TiO2混合粉末，铺粉厚度为0.1‑0.2μm，计算机根据界面轮廓信息精确地控制激光对粉末进行有选择性的烧结，一层烧结完成后，工作台下降一个粉层的高度，开始下一层粉末的烧结，往复循环，最终制备出三维多孔陶瓷骨支架；(3)支架的力学性能测试：将所制备的支架样品经镶嵌和抛光处理后，在显微硬度仪上，用300gf的负载在抛光表面用锥形金刚石压头产生一系列压痕，测量裂纹长度，通过计算获得支架的断裂韧性。将制备的多孔支架置于电子万能材料试验机测得支架的压缩强度。