[發明專利]一種三維生物支架及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710651107.6
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN109381739A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 李琦;楊煒沂;王榮;朱朋飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: A61L27/10
• 分類號: A61L27/10;A61L27/56;A61L27/50;C12N5/077
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種三維生物支架，其特征在于：該三維生物支架的材質為以二氧化鈦為基的陶瓷材料，該支架為三維多孔結構，孔隙率為10-90％，孔徑尺寸為30μm-1mm，孔與孔之間三維貫通。

2.根據權利要求1所述的三維生物支架，其特征在于：該三維生物支架的孔的形狀能夠根據需要進行設計，孔的形狀為方形、圓形、三角形和六邊形中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的三維生物支架的制備方法，其特征在于：該方法首先采用三維打印技術對二氧化鈦前驅體漿料進行無模直寫成型，獲得三維有序多孔結構；然后通過高溫燒結固化成型獲得所需孔隙率的三維生物支架。

4.根據權利要求3所述的三維生物支架的制備方法，其特征在于：所述二氧化鈦溶膠凝膠前驅體的制備過程包括如下步驟：

(1)含表面活性劑和金屬離子的乙醇溶液的配制：

將表面活性劑、金屬醇鹽和乙醇均勻混合后獲得所述含表面活性劑和金屬離子的乙醇溶液；其中：表面活性劑與金屬醇鹽的比例為(0.2-1)g:10mL，金屬醇鹽與乙醇的體積比例為1:(0.5-1)；

(2)氨水溶液配制：將濃度28wt.％的氨水、去離子水與乙醇按照1:(0.5-2)：(4-10)體積比例混合后制備而成；

(3)將步驟(1)所得含表面活性劑和金屬離子的乙醇溶液與步驟(2)中氨水溶液按體積比例1:(0.5-2)混合，并在50-90℃條件下水解縮聚成凝膠，即得到所述二氧化鈦前驅體漿料。

5.根據權利要求4所述的三維生物支架的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述金屬醇鹽為雙(乙酰丙酮基)二異丙基鈦酸酯，步驟(3)中得到的二氧化鈦前驅體漿料為二氧化鈦凝膠。

6.根據權利要求4所述的三維生物支架的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。

7.根據權利要求3所述的三維生物支架的制備方法，其特征在于：所述高溫燒結固化是采用多步保溫燒結的工藝進行固化，其中：每步保溫燒結的過程中，升溫速率為0.5-5℃/min，保溫溫度區間為450-1600℃，保溫時間為2-5小時，每步保溫后自然冷卻到室溫。

8.根據權利要求7所述的三維生物支架的制備方法，其特征在于：所述高溫燒結固化過程中保溫2-4次。

9.根據權利要求1所述的三維生物支架的應用，其特征在于：該生物支架應用于細胞的培養與骨組織的修復。