[發(fā)明專利]一種鎂合金噴印漿料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810436573.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN108480622B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周健;李賽鵬;龔曉花;薛烽;白晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F1/00
• 分類號(hào): B22F1/00;C22C23/02;B33Y70/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

一種鎂合金噴印漿料及其制備方法，漿料按重量百分比計(jì)，包括5?50wt％的鎂合金顆粒，質(zhì)量占比10?40％的改性聚乳酸顆粒及余量助劑；所述助劑，由溶劑、稠度調(diào)節(jié)劑、活性劑及觸變劑組成；所述鎂合金顆粒為AZ31鎂合金，粒徑為25?38μm。方法是：稱取溶劑、稠度調(diào)節(jié)劑并混合攪拌，再用三輥機(jī)剪切加入觸變劑和活性劑，稱取聚乳酸、納米羥基磷灰石、溶劑及分散劑并混合，稱取鎂合金顆粒與改性聚乳酸顆粒并與助劑混合。采用上述技術(shù)方案，通過(guò)加入特定粒徑的改性聚乳酸顆粒，在漿料受力發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，起到一個(gè)小顆粒對(duì)鎂合金大顆粒的潤(rùn)滑作用，提高了漿料的噴印性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)為鎂合金噴印漿料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，鎂及其合金逐漸成為可降解生物材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。與現(xiàn)有骨組織工程材料相比，鎂及其合金具有以下優(yōu)勢(shì)：(1)與人體有良好的生物相容性，鎂還能促進(jìn)骨愈合，因此鎂作為骨移植物在口腔頜骨缺損的修復(fù)上有很大的潛力；(2)體內(nèi)可完全降解為鎂離子，被周圍肌體組織吸收后通過(guò)人體體液排出，避免二次手術(shù)，減輕患者負(fù)擔(dān)；(3)具有合適的物理力學(xué)性能，具有與人體骨相近的密度和彈性模量，能耐受一定的壓力，且能避免應(yīng)力遮擋效應(yīng)；(4)降解產(chǎn)物無(wú)細(xì)胞毒性，鎂對(duì)骨髓細(xì)胞的生長(zhǎng)沒(méi)有抑制作用，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)細(xì)胞溶解現(xiàn)象；(5)鎂合金資源豐富，價(jià)格低。因此，鎂合金可以作為有效的醫(yī)用植入材料獲得使用。但是由于鎂合金在體內(nèi)降解速度過(guò)快，不能對(duì)骨組織缺損起到很好的支撐作用，限制了其在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，業(yè)界近幾年通常采用鎂合金與聚乳酸復(fù)合的方法進(jìn)行優(yōu)化。在目前報(bào)道的技術(shù)方案中，如直接在鎂合金表面涂覆聚乳酸PLA有機(jī)涂層，以及有報(bào)道利用電沉積方法在鎂合金表面制備氫氧化鎂涂層，可以在一定程度上提高鎂合金的耐腐蝕性能，但是普遍存在許多問(wèn)題，如孔隙率過(guò)高，結(jié)構(gòu)不夠致密，水解產(chǎn)物與鎂合金基體反應(yīng)產(chǎn)生氫氣等問(wèn)題。

聚乳酸(PLA)是一種生物降解性的聚合物，它的最終降解產(chǎn)物是CO₂和H₂O，中間產(chǎn)物乳酸也是體內(nèi)正常糖，因此，聚乳酸在生物體內(nèi)降解后不會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生不良影響，其機(jī)械強(qiáng)度在體內(nèi)降解過(guò)程中逐漸下降，可使應(yīng)力慢慢轉(zhuǎn)移至骨折部位，避免應(yīng)力遮擋作用，同時(shí)具有較好的熱成型性，是一種理想的內(nèi)植材料。然而單一聚乳酸作為骨固定材料存在絕對(duì)力學(xué)強(qiáng)度較低；降解產(chǎn)物呈酸性，易引起體內(nèi)無(wú)菌性炎癥反應(yīng)；缺乏骨結(jié)合能力，生物活性差；對(duì)X光具有穿透性，不便于臨床上顯影觀察等缺點(diǎn)。因此對(duì)聚乳酸進(jìn)行改性以提高其相關(guān)性能成為了研究熱點(diǎn)，改性的主要目的是增強(qiáng)其力學(xué)強(qiáng)度、控制其降解速率及中和降解產(chǎn)物的酸性。目前該領(lǐng)域研究最為活躍的就是羥基磷灰石增強(qiáng)改性的聚乳酸復(fù)合材料，一方面可以調(diào)控材料的初始力學(xué)強(qiáng)度和剛性，另一方面也可以延緩材料的早期降解速度，使其生物活性更好。但由于羥基磷灰石難以溶解吸收，其對(duì)聚乳酸在體內(nèi)降解后造成的局部酸性環(huán)境的中和作用有待提高。鎂具有良好的生物相容性和生物活性，且其降解過(guò)程呈堿性，利用鎂的這一特性，將鎂顆粒與改性聚乳酸進(jìn)行復(fù)合，以期中和聚乳酸降解后的局部酸性環(huán)境，減少對(duì)人體組織的刺激。

噴印技術(shù)是一種無(wú)接觸、無(wú)壓力且不需掩膜的數(shù)字化成像技術(shù)，它可以把設(shè)計(jì)的圖像信息通過(guò)打印機(jī)印刷到基材上。該技術(shù)不僅節(jié)省了耗材、縮短了印刷時(shí)間，還可在任意基材上進(jìn)行圖案化刻制，不受承印物形狀和尺寸的限制，由于該技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，使得噴印工藝在各領(lǐng)域得到飛速的發(fā)展。對(duì)于鎂合金與聚乳酸PLA的復(fù)合材料，如果利用噴印技術(shù)進(jìn)行快速打印，并在后續(xù)過(guò)程中采用激光進(jìn)行固化，可以實(shí)現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)上的定制化應(yīng)用。因此，研發(fā)適用于噴印技術(shù)的鎂合金噴印漿料對(duì)于噴印技術(shù)及生物醫(yī)用材料的推廣和使用有著極大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一款適用于噴印技術(shù)的鎂合金噴印漿料及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種鎂合金噴印漿料，是由質(zhì)量占比5-50％的AZ31鎂合金顆粒，質(zhì)量占比10-40％的改性聚乳酸顆粒及余量助劑組成。