[發明專利]增材制造支架結合凝膠澆注制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法

有效

• 申請號: 201710341046.3
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107226693B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 洪友良;武禎
• 申請（專利權）人: 陶合體科技（蘇州）有限責任公司
• 主分類號: A61L27/42
• 分類號: A61L27/42;C04B35/447;C04B38/06;C04B35/624;B28B1/14;B33Y80/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 劉華平

本發明涉及一種多孔磷酸鈣陶瓷的制備方法，屬于多孔生物陶瓷制備技術領域。該方法是采用由增材制造技術制造的多孔支架作為模板，并結合凝膠澆注的方法制備多孔磷酸鈣陶瓷。本發明的制備技術能有效克服增材制造技術過程中因逐層疊加制造產生的不利因素和陶瓷粉末直接打印過程中陶瓷顆粒不能緊密連接的不利因素，獲得一次成型的、力學穩定的、且具有良好機械性能的多孔磷酸鈣陶瓷。

技術領域

本發明涉及一種多孔磷酸鈣陶瓷的制備方法，屬于多孔生物陶瓷制備技術領域。

背景技術

因為與骨的無機礦物成分相似，磷酸鈣一直成為骨缺損修復用首選材料。而在實際應用中，通常需要把磷酸鈣加工成具有多孔結構的陶瓷。之所以需要把磷酸鈣加工成多孔結構是因為合適的孔隙不但有利于骨組織長入和宿主骨整合，而且還能極大提高陶瓷的生物活性。為獲得具有良好生物學性能的磷酸鈣多孔陶瓷，到目前為止，已有不同用于制備多孔磷酸鈣陶瓷的技術被報道，例如使用制孔劑模板法（中國專利號200710016725.X，03135581.1，201110458811.2，201610063506.6），發泡法（中國專利號200410096287.9，200510021620.4，200610020320.9），冷凍干燥法（中國專利號200510120569.2）有機泡沫浸漬法（中國專利號200510043159.2，200610013334.8），水分解作為造孔劑法（中國專利號201210234006.6），有機制孔劑（中國專利號201510850673.0），低溫燒結自然成孔法（中國專利號201110154051.6），表面生物礦化制孔（中國專利號201410192445.4），多孔層交替疊層成型法（中國專利號201019114034.2）等。雖然這些方法都能制備出具有孔隙結構的磷酸鈣陶瓷，但是由這些方法制備出來的多孔磷酸鈣陶瓷的孔隙不均勻且孔結構不可控，而且由這些技術制備的多孔磷酸鈣陶瓷的大孔隙間的連接貫通性不好甚至不貫通。這就極大的影響了磷酸鈣陶瓷的生物學性能。

為了克服上述技術的缺陷，當前人們引入了一種增材制造技術來制備多孔磷酸鈣陶瓷。專利號為201410144150.5的專利和專利號為201210185006.1的專利分別公開了一種利用激光選區燒結的增材制造技術制備了磷酸鈣制支架的方法。使用增材制造技術制造多孔磷酸鈣陶瓷能很好的控制陶瓷中大孔隙的結構和直徑，并且能確保大孔隙之間的貫通性。盡管如此，使用增材制造技術制造的多孔磷酸鈣陶瓷也存在缺陷。由于增材制造技術是通過層層疊加材料的方式來構建陶瓷，這就導致構建的陶瓷層與層之間的陶瓷連接點處連接不緊密，這就導致制備的陶瓷的機械強度低；并且在層層疊加過程中因陶瓷不同步成型容易產生力學不穩定的陶瓷坯體，從而容易導致陶瓷開裂等現象。另外，當前使用增材制造把陶瓷粉末直接快速成型，導致成型的多孔陶瓷坯體內的陶瓷粉末顆粒之間的粘結性差，這樣也極大的影響了多孔磷酸鈣陶瓷的機械強度。

發明內容

為了克服當前增材制造技術制備多孔磷酸鈣陶瓷的缺陷，本發明提出使用由增材制造技術制造的多孔支架作為模板，并結合凝膠澆注成型方法制備多孔磷酸鈣陶瓷。使用本發明的方法能有效克服增材制造技術制造過程中的因逐層疊加制造產生的不利因素和陶瓷粉末直接打印過程中陶瓷顆粒不能緊密連接的不利因素，獲得一次成型的、力學穩定的、且具有良好機械性能的多孔磷酸鈣陶瓷。

為實現上述目的，本發明是采用以下措施構成的技術方案來實現的。

本發明所述的制備多孔磷酸鈣陶瓷的技術，采用如下連續制備步驟：

A) 預制貫通孔模板：使用增材制造打印機制造在三維方向孔徑都為20-1000微米的多孔支架模板；

B) 原料配制：把水、磷酸鈣顆粒、分散劑、粘結劑、不飽和烯單體、多烯交聯劑、過硫酸銨和四甲基乙二胺按照重量比(30-50): (30-50): (0.2-2): (10-20): (2-6): 1:(0.005-0.01)進行混合組成混合物M；