[發明專利]一種3D打印構建的骨修復材料及制備方法

有效

• 申請號: 201910848689.6
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110496246B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 鄭文旭;覃柳琪;蘇其晟;周武藝;董先明;谷文亮;聶健良
• 申請（專利權）人: 廣州飛勝智能科技股份有限公司;華南農業大學
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/12;A61L27/30;A61L27/32;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/58;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 深圳市道勤知酷知識產權代理事務所(普通合伙) 44439
• 代理人: 何兵;饒盛添

1.一種3D打印構建的骨修復材料，其特征在于，所述骨修復材料由內芯結構、外層結構及抗菌噴涂層組成；

其中，所述內芯結構為可降解、具有骨誘導能力的材料層，所述內芯結構又包括內層部分和外圍部分，所述內芯結構內層部分與內芯結構外圍部分的體積比為4:1-1:1，所述內層部分的打印填充度為45％-55％，所述外圍部分的打印填充度為100％；

所述外層結構為網格狀的聚醚醚酮材料層；

所述抗菌噴涂層為自制羥基磷灰石和銀的混合粉末涂層。

2.根據權利要求1所述的一種3D打印構建的骨修復材料，其特征在于：所述內芯結構，由按照質量百分比的以下原料組成：聚乳酸55-75％，羥基磷灰石5-13％，余量為增韌劑；所述增韌劑選自聚己內酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯、聚(已二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯或聚乙烯醇中的任一種。

3.根據權利要求1所述的一種3D打印構建的骨修復材料，其特征在于：所述抗菌噴涂層為質量百分比為自制羥基磷灰石：銀＝93％-96％:4％-7％的混合粉末涂層。

4.權利要求1-3任一項所述的一種3D打印構建的骨修復材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)蒸煮所購買的動物骨頭，除掉骨頭中的大部分脂肪并去掉其表面的肉及內部的骨髓等，清洗干凈后用過氧化氫浸泡24-48小時，再用乙醇浸泡24-48小時；清洗干凈后烘干，碎成小塊后，通過真空馬弗爐內燒結6-10小時，粉碎得到自制羥基磷灰石粉末；

2)將步驟1)制備的羥基磷灰石粉末與聚乳酸和增韌劑混合均勻，通過雙螺桿擠出機擠出后烘干，再通過3D打印耗材生產線加工得到打印內芯結構材料的線材；

3)將步驟2)制備的內芯結構材料的線材與聚醚醚酮3D打印線材通過雙噴頭3D打印機進行打印，制得所述骨修復材料半成品，再用制備的所述自制羥基磷灰石與銀的混合粉末對其進行均勻噴涂，得到骨修復材料。

5.根據權利要求4所述的一種3D打印構建的骨修復材料的制備方法，其特征在于步驟1)中所述的動物骨頭選自牛骨、羊骨、豬骨、魚骨或雞骨中的任一種或組合；

所述的過氧化氫濃度為30-35％，乙醇的濃度為75％；真空馬弗爐的溫度為800-1100℃；

所述的小塊狀骨頭通過高速粉碎機粉碎成粉末，其轉速為1000-2000轉/分鐘，研磨時間2-5小時，過800-1250目篩。

6.根據權利要求4所述的一種3D打印構建的骨修復材料的制備方法，其特征在于步驟2)中通過高速混合機進行共混，其轉速為100-150/分鐘，混合時間為5-10分鐘；所述雙螺桿擠出機混煉時，1-6段溫度設置情況分別為：150-160℃、160-175℃、162-176℃、165-175℃、163-175℃和162-175℃，得到粒料，于60-65℃烘箱中充分干燥12-24h。

7.根據權利要求4所述的一種3D打印構建的骨修復材料的制備方法，其特征在于步驟2)中所述3D打印耗材生產線溫度設置為：模頭一區160-175℃、機筒一區162-176℃、機筒二區163-177℃、機筒三區160-175℃；一區水箱45-65℃、二區水箱25-30℃，主機轉速為13.5-15.5rpm,牽引速度為4.6-5.4m/min，所得線材直徑為1.75mm或3mm，直徑誤差在±5％以內。

8.根據權利要求4所述的一種3D打印構建的骨修復材料的制備方法，其特征在于步驟3)中使用雙噴頭3D打印機進行打印時，熱床溫度設置為115-175℃，打印內芯材料的噴頭相關參數設置為：打印溫度185-195℃、打印速度35-60mm/s，打印層厚0.08-0.15mm，打印殼厚0.10-0.16mm，外圍部分打印填充度為100％，內層部分打印填充度為45％-55％；打印外層材料的噴頭相關參數設置為：打印溫度335-370℃、打印速度30-55mm/s，打印層厚0.1-0.15mm，打印殼厚0.08-0.16mm，打印填充度為100％。