[发明专利]一种低成本制备高复合孔隙率骨组织支架材料的方法

摘要

本发明提供了一种3D打印制备高复合孔隙率骨支架材料的方法，属于增材制造(3D打印)领域。本发明基于3D凝胶技术和造孔剂法，首先将廉价的造孔剂和陶瓷粉混合均匀，结合凝胶体系配置出适合打印的低粘度、高固含量的料浆，利用3D凝胶打印制备出具有宏观可见孔隙的胚体，再通过干燥、脱脂、烧结，造孔剂分解、氧化排入空气，形成微观的孔隙，最后制备得到高孔隙率的骨支架复合材料。本发明可以精确控制宏观孔隙的大小、形状和分布，实现了低成本高复合孔隙率骨组织支架材料的制备，工艺简单，成本较低。

主权项

1.一种低成本制备高复合孔隙率骨组织支架材料的方法，其特征在于包括步骤如下：(1)将造孔剂与陶瓷粉以质量比1：(20～40)混合，加入0.2～1.0wt.％的分散剂和30～50wt.％的去离子水，在球磨机上混料0.5～5h，球料比为1：(1～5)，混料后再真空干燥箱中30～50℃干燥60‑180min；(2)将1～5wt.％有机单体、0.1～0.7wt.％交联剂、0.1～1.0wt.％的分散剂加入到蒸馏水中，加热至60～80℃，磁力搅拌5～30min，直到溶解完全得到预混液，之后将步骤(1)所得到的混合陶瓷粉末与预混合液按照35～65vol％的比例混合，先高速机械(～15rpm/min)搅拌30～120min,再低速机械(～10rpm/min)搅拌60～180min，得到混合均匀，粘度为50～300Pa.s的陶瓷打印料浆；(3)利用3D建模软件画出具有可见孔隙的模型，再将3D模型导入到计算机的控制系统生成G‑code，将步骤(2)所得到的陶瓷料浆装入3D凝胶打印机的料筒中，设置打印参数为打印层高为0.10～1.0mm，挤出速率为10～300mm3/min，打印速度为1～15mm/s，喷嘴直径0.1～1.0mm，底板温度25～80℃，逐层打印，直到打印出3D建模的模型；(4)将步骤(3)得到的胚体在30～80℃的干燥箱中干燥6～24h，然后将干燥的胚体在200～660℃的马弗炉中脱脂2～15h，然后在1000～1300℃烧结1～4h，最后随炉冷至室温，得到高孔隙率骨支架。