[發(fā)明專利]一種可用于DLP打印的光敏樹脂/β-磷酸三鈣復(fù)合生物墨水及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011163730.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN112274701A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉卅;任力;莫麗娜;賈永光;楊軍忠;嚴(yán)迪威;陳盛貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/58
• 分類號(hào): A61L27/58;A61L27/56;A61L27/46;B29C64/135;B33Y80/00;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 饒周全

本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，公開了一種可用于DLP打印的光敏樹脂/β?磷酸三鈣復(fù)合生物墨水及其制備方法。將β?磷酸三鈣粉末用硅烷偶聯(lián)劑表面處理，與光敏樹脂混合，配制成復(fù)合墨水，然后進(jìn)行光固化3D打印，燒結(jié)后得到可用于骨組織修復(fù)的多孔支架。本發(fā)明具有多孔支架制備方法簡單、成型時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，且便于通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到孔隙貫通性高、形狀和尺寸可控的支架，使其能更廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，具體涉及一種可用于DLP打印的光敏樹脂/β-磷酸三鈣復(fù)合生物墨水及其制備方法。

背景技術(shù)

β-磷酸三鈣[β-Ca₃(PO₄)₂](β-TCP)組成成分與人體骨組織無機(jī)成分相似，在體液中的溶解度比羥基磷灰石高，能緩慢降解，已廣泛應(yīng)用于骨修復(fù)領(lǐng)域(具體可見：Eliaz,N.,Metoki,N.Materials,2017,10(4),334.)。β-TCP植入缺損部位后，在上界面形成鈣磷平衡，沉積在界面，具有良好的骨傳導(dǎo)作用；β-TCP的降解提供更豐富的鈣、磷離子，促進(jìn)新骨組織生成(具體可見：Ma,H.,Feng,C.,Chang,J.,Wu,C.Acta biomaterialia,2018，79,37-59.)。研究表明，多孔β-磷酸三鈣更有利于細(xì)胞的增殖、分化和代謝及血管的生成。

3D打印技術(shù)近年來廣泛應(yīng)用于生物材料研究，特別是在多孔支架制造方面，具有孔形狀、結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)和制造優(yōu)勢(shì)，能夠解決傳統(tǒng)方法制備β-磷酸三鈣多孔生物陶瓷存在的孔隙貫通性差、難以控制孔的形狀和尺寸等問題。如中國專利公開文本CN107721408A提供了一種SLA打印制備β-磷酸三鈣多孔生物陶瓷的方法，利用硅烷偶聯(lián)劑提高光固化陶瓷漿料性能，經(jīng)光固化成型、燒結(jié)后得到致密的β-磷酸三鈣多孔陶瓷。又中國專利公開文本CN110092653A提供一種擠出式3D打印可降解β-磷酸三鈣多孔生物陶瓷支架的制備方法，通過加入生物活性玻璃降低β-磷酸三鈣多孔生物陶瓷支架的燒結(jié)溫度以解決骨修復(fù)材料降解速率慢、生物活性低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于提供一種可用于DLP打印的光敏樹脂/β-磷酸三鈣復(fù)合生物墨水。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種可用于DLP打印的光敏樹脂/β-磷酸三鈣復(fù)合生物墨水的制備方法，通過硅烷偶聯(lián)劑改性提高β-磷酸三鈣粉末在樹脂中的分散性，通過光固化打印得到形狀復(fù)雜、高固含量的可降解β-磷酸三鈣多孔支架。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種可用于DLP打印的光敏樹脂/β-磷酸三鈣復(fù)合生物墨水，包括以下組分：

光敏樹脂、β-磷酸三鈣陶瓷粉、光引發(fā)劑、硅烷偶聯(lián)劑；

其中所述β-磷酸三鈣粉末、光敏樹脂的質(zhì)量比為40～62：38～60；所述β-磷酸三鈣陶瓷粉體含量為墨水總量的38.9～61.5wt％，所述光引發(fā)劑的添加比例為光敏樹脂的0.5～1.5wt％，所述硅烷偶聯(lián)劑的添加比例為β-磷酸三鈣陶瓷粉體的1～5wt％。

所述光敏樹脂為聚乙二醇二丙烯酸酯、羧乙基丙烯酸酯(β-CEA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)中的至少一種。優(yōu)選為聚乙二醇二丙烯酸酯、PEGDMA、HDDA、β-CEA按質(zhì)量比75～84：0～16：0～12：13～16混合使用。

所述β-磷酸三鈣粉末為形貌規(guī)則接近球形的顆粒，粒徑分布范圍為0.5μm～5μm。

所述光引發(fā)劑為2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦(TPO)、雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(BAPO)等中的至少一種。

所述硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH570等中的至少一種。

一種制備上述可用于DLP打印的光敏樹脂/β-磷酸三鈣復(fù)合生物墨水的方法，包括以下步驟：