[發(fā)明專(zhuān)利]基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架及其成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110312538.2
• 申請(qǐng)日: 2011-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102335460A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李滌塵;連芩;靳忠民;劉亞雄;賀健康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61L27/42
• 分類(lèi)號(hào): A61L27/42;A61L27/50;A61F2/28;B22D19/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：

1)首先根據(jù)患者骨缺損部位的具體情況借助于反求工程和CAD技術(shù)進(jìn)行骨缺損部位外形相關(guān)性和微結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)，并利用CAE分析軟件對(duì)支架的受力以及內(nèi)部形變與流體力學(xué)特性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改形成具有連通的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的仿生支架的CAD模型；；

2)采用分層軟件對(duì)仿生支架的CAD模型進(jìn)行分層，分層厚度為0.10mm，根據(jù)分層后的結(jié)果利用光固化成型機(jī)制作支架負(fù)形樹(shù)脂模具；

3)將陶瓷粉末、水溶劑、有機(jī)單體、分散劑和交聯(lián)劑按110-120∶60-80∶6-8∶1-2∶1-1.5的質(zhì)量比混合均勻，放入真空機(jī)中去除氣泡，并用濃氨水調(diào)整使混合物的pH＝9得到漿料，再在漿料中分別加入交聯(lián)劑質(zhì)量0.2-0.5倍的引發(fā)劑和催化劑形成陶瓷漿料；

4)將陶瓷漿料填充到負(fù)形樹(shù)脂模具中，冷凍干燥后去模、高溫?zé)Y(jié)得到具有相互連通管路結(jié)構(gòu)的多孔生物陶瓷框架；

5)將熔融鎂合金通過(guò)真空吸鑄的方法澆鑄到制作成的生物陶瓷框架的孔隙結(jié)構(gòu)型腔中，冷卻凝固后得到鎂合金/生物陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)骨支架。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的光固化成型機(jī)的激光器的波長(zhǎng)為355nm；光斑直徑為0.2mm；填充掃描速度為5000mm/s；填充向量間距為0.10mm；支撐掃描速度為2000mm/s；跳跨速度為8000mm/s；輪廓掃描速度為3000mm/s；補(bǔ)償直徑為0.12mm；工作臺(tái)升降速度為4.00mm/s；點(diǎn)支撐掃描時(shí)間為0.50ms；紋結(jié)構(gòu)掃描時(shí)間為0.50ms。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的水溶劑為去離子水。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的陶瓷粉末為Beta-磷酸三鈣(β-TCP)、Alpha-磷酸三鈣(α-TCP)、磷灰石、碳酸鈣或氧化鋁。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的有機(jī)單體為丙烯酰胺、甲基-酰氧乙基三甲基氯化銨或己二酸二酰肼。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的交聯(lián)劑為N，N-二亞甲基二丙烯酰胺、N，N-二丙酮基丙烯酰胺或二亞芐基丙酮基丙烯酰胺。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的分散劑為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸銨。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸鉀，催化劑為N，N，N’N’-四甲基乙二胺、N，N-二甲基環(huán)己胺或N，N，N’，N″，N″-五甲基二乙烯三胺。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法，其特征在于：所述的熔融鎂合金是通過(guò)真空吸鑄的方法澆注到陶瓷支架中的，在澆注過(guò)程中利用六氟化硫(SF6)作為保護(hù)氣體，使?jié)沧h(huán)境充滿(mǎn)六氟化硫以避免熔融鎂液與空氣接觸。

10.一種按照權(quán)利要求1所述的基于光固化和凝膠注模的鎂合金/生物陶瓷骨支架的成型方法制成的支架，其特征在于：支架的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)由相互連通的管路組成，在管路內(nèi)填充鎂合金，用于增強(qiáng)復(fù)合支架的早期力學(xué)性能，隨著鎂合金被腐蝕降解，填充鎂合金的管路變?yōu)橄嗷ミB通的孔道，滿(mǎn)足組織生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)代謝需要。