[發(fā)明專利]基于3D打印的磷酸鈣陶瓷高通量篩選模型及制法與應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110656193.6
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113292332A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱向東;吳永豪;王璟;李向鋒;曹全樂;陳雪寧;張興棟
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/622;C04B38/00;B28B1/00;B33Y80/00;B33Y70/10;B33Y10/00;A61L27/10;A61L27/12;A61L27/56
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉小彬

1.一種基于3D打印的磷酸鈣陶瓷高通量篩選模型，其特征在于，所述模型為經(jīng)3D打印制得的多孔磷酸鈣陶瓷，包括若干個具有不同材料參數(shù)、或/和孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的篩選單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D打印的磷酸鈣陶瓷高通量篩選模型，其特征在于，所述模型為經(jīng)光固化3D打印制得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D打印的磷酸鈣陶瓷高通量篩選模型，其特征在于，所述材料參數(shù)包括物相成分、晶粒尺寸；或/和所述孔結(jié)構(gòu)參數(shù)包括孔的幾何結(jié)構(gòu)、孔徑尺寸、孔隙率、孔的分布方式；

優(yōu)選地，所述物相成分包括羥基磷灰石、磷酸三鈣及其不同比例混合；

優(yōu)選地，所述晶粒尺寸為100nm～5μm；

優(yōu)選地，所述孔徑尺寸為100～1000μm；

優(yōu)選地，孔隙率為10％～90％；

優(yōu)選地，單個篩選單元上孔的分布方式包括扇形分布、同心圓環(huán)狀分布、陣列分布中的至少一種；

優(yōu)選地，所述模型的陶瓷骨架上的微孔尺寸為10μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種基于3D打印的磷酸鈣陶瓷高通量篩選模型，其特征在于，各篩選單元的分布方式為隨機(jī)分布，或根據(jù)篩選目的按一定規(guī)律分布；

優(yōu)選地，僅孔隙率不同的篩選單元同一縱向分布；

更優(yōu)選地，同一縱向分布的篩選單元的孔隙率分布呈梯度增加或梯度減小或隨機(jī)分布形式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的一種基于3D打印的磷酸鈣陶瓷高通量篩選模型的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.模型設(shè)計(jì)：根據(jù)篩選條件的需要，利用計(jì)算機(jī)模型設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出包含所需篩選參數(shù)的高通量篩選數(shù)字模型；

步驟2.配置光固化陶瓷3D打印漿料：將包括有磷酸鈣陶瓷原始粉體與光敏樹脂的原料混合，配制出光固化陶瓷3D打印漿料；優(yōu)選地，所述原料還包括有碳粉；

步驟3.3D打印：將步驟1設(shè)計(jì)的模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入光固化3D打印機(jī)中，并將步驟2配置的漿料加入光固化3D打印機(jī)的料盒中，光固化3D打印成型，得到陶瓷坯體；

步驟4.脫脂燒結(jié)：將步驟3制備的陶瓷坯體進(jìn)行脫脂燒結(jié)，得到高通量骨誘導(dǎo)陶瓷篩選模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述光敏樹脂為水性或油性的丙烯酸類樹脂。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的磷酸鈣陶瓷原始粉體平均粒徑為0.2μm～20μm；或/和光固化陶瓷3D打印漿料中磷酸鈣陶瓷原始粉體的含量30wt％～80wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，步驟3中光固化3D打印成型時，陶瓷坯體固化所用紫外光波長范圍為200～420nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟4中脫脂燒結(jié)時，先于250～600℃燒結(jié)，以脫除陶瓷坯體有機(jī)物；而后升溫至800～1200℃燒結(jié)。

10.權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的基于3D打印的磷酸鈣陶瓷高通量篩選模型在篩選骨誘導(dǎo)材料中的應(yīng)用。