通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造用于骨組織工程的三維納米復(fù)合物支架的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造用于骨組織工程的三維納米復(fù)合物支架的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于受制造工藝的影響，傳統(tǒng)支架往往存在骨誘導(dǎo)性差、結(jié)構(gòu)受限等多種問(wèn)題。
[0003]選擇性激光燒結(jié)技術(shù)是一種快速成型技術(shù)(RP)，主要用于制造一些生物醫(yī)用高分子、無(wú)機(jī)及其復(fù)合材料。在選擇性激光燒結(jié)技術(shù)中，影響燒結(jié)效果的因素眾多，例如，激光功率、掃描速度、掃描間距等，這些因素之間相互影響，因而，往往難以獲得適合的工藝條件進(jìn)行燒結(jié)，從而獲得良好的燒結(jié)效果。
[0004]為了獲得良好的燒結(jié)效果從而得到性能優(yōu)良的支架材料，有必要對(duì)現(xiàn)有的制造工藝進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造用于骨組織工程的三維納米復(fù)合物支架的方法。
[0006]本發(fā)明提供的一種通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造用于骨組織工程的三維納米復(fù)合物支架的方法，所述的方法為:利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，通過(guò)CAD建模，將類(lèi)骨復(fù)合材料制造成為具有三維結(jié)構(gòu)的復(fù)合物支架。
[0007]進(jìn)一步的，所述的方法包括以下步驟:
[0008]①、取類(lèi)骨復(fù)合材料，混勻；
[0009]②、通過(guò)CAD建模，構(gòu)建出所需三維結(jié)構(gòu)，利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)對(duì)類(lèi)骨復(fù)合材料進(jìn)行燒結(jié)，得到復(fù)合物支架。
[0010]進(jìn)一步的，所述類(lèi)骨復(fù)合材料選自骨粉和納米氧化鎂的混合顆粒。
[0011]進(jìn)一步的，所述骨粉和納米氧化鎂的混合顆粒中，納米氧化鎂的含量為lwt%?2wt % ο
[0012]進(jìn)一步的，所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為1W?15W ;掃描速度為800mm/s?1600mm/s ;掃描間距為0.1mm?0.2mm ;層厚度為0.1mm?0.15mm。
[0013]進(jìn)一步的，所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為14W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.15mm ;層厚度為0.15mm。
[0014]進(jìn)一步的，所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為15W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.1mm ;層厚度為0.1mm。
[0015]進(jìn)一步的，所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為13W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.13mm ;層厚度為0.1mm。
[0016]進(jìn)一步的，所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為15W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.13mm ;層厚度為0.1mm。
[0017]進(jìn)一步的，所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件還包括:床架溫度為30°C?40°C;軸轉(zhuǎn)速為100mm/s?150mm/s。
[0018]進(jìn)一步的，所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件還包括:床架溫度為35°C;軸轉(zhuǎn)速為 127mm/s0
[0019]本發(fā)明方法制造的三維支架，具有良好的生物相容性、可降解性、生物性能、力學(xué)性能等，可以促進(jìn)成骨細(xì)胞的吸附、增殖和分化，促進(jìn)骨的修復(fù)，解決了傳統(tǒng)支架骨誘導(dǎo)性差、結(jié)構(gòu)受限等問(wèn)題；同時(shí)，本發(fā)明的制造工藝簡(jiǎn)單、便于操作，能耗低，安全、清潔、環(huán)保，生產(chǎn)效率高，所得三維支架的成本低，非常適合產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。
[0020]顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。
[0021]以下通過(guò)實(shí)施例形式的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1本發(fā)明制造具有三維結(jié)構(gòu)的復(fù)合支架:㈧支架頂部示意圖；⑶支架側(cè)面示意圖；(C)CAD三維建模示意圖；(D)支架實(shí)物圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中使用的原料、設(shè)備均為已知產(chǎn)品，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)市售產(chǎn)品獲得。
[0024]實(shí)施例1、本發(fā)明方法制備復(fù)合物支架
[0025]以骨粉和納米氧化鎂(MgO)為原料，制備具有三維結(jié)構(gòu)支架的方法，利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，利用快速成型，制備結(jié)構(gòu)可控、成分均勻的骨組織材料。
[0026]首先將骨粉與納米氧化鎂(MgO)顆粒進(jìn)行混合，其中MgO的重量百分率為1.5wt % ο
[0027]上述所說(shuō)的通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造三維支架的方法，包括以下步驟:
[0028](I)通過(guò)CAD (Computer Aided Design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))三維建模，將三維支架設(shè)計(jì)為如圖1所示H = 15.6mm, L1= 0.6mm, L2= 0.9mm的結(jié)構(gòu)。
[0029](2)利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)將混合顆粒燒結(jié)為如CAD模型的三維結(jié)構(gòu)，所用參數(shù)為:激光功率=14W，掃描間距=0.15mm，層厚度=0.15mm，床架溫度=35°C，軸轉(zhuǎn)速=127mm/s，掃描速度=1250mm/so
[0030](3)將步驟(2)制得的材料去掉底部支撐部分，得到所需三維支架。
[0031]實(shí)施例2、本發(fā)明方法制備復(fù)合物支架
[0032]以骨粉和納米氧化鎂(MgO)為原料，制備具有三維結(jié)構(gòu)支架的方法，利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，利用快速成型，制備結(jié)構(gòu)可控、成分均勻的骨組織材料。
[0033]首先將骨粉與納米氧化鎂(MgO)顆粒進(jìn)行混合，其中MgO的重量百分率是2wt%。
[0034]上述所說(shuō)的通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造三維支架的方法，包括以下步驟:
[0035](I)通過(guò)CAD三維建模，將三維支架設(shè)計(jì)為如圖1所示H = 15.6mm, L1= 0.6mm,L2= 0.9mm的結(jié)構(gòu)。
[0036](2)利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)將混合顆粒燒結(jié)為如CAD模型的三維結(jié)構(gòu)，所用參數(shù)為:激光功率=15W，掃描間距=0.1mm，層厚度=0.1mm，床架溫度=35°C，軸轉(zhuǎn)速=127mm/s，掃描速度=1250mm/so
[0037](3)將步驟(2)制得的材料去掉底部支撐部分，得到所需三維支架。
[0038]實(shí)施例3、本發(fā)明方法制備復(fù)合物支架
[0039]以骨粉和納米氧化鎂(MgO)為原料，制備具有三維結(jié)構(gòu)支架的方法，其特征在于:利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，利用快速成型，制備結(jié)構(gòu)可控、成分均勻的骨組織材料。
[0040]首先將骨粉與納米氧化鎂(MgO)顆粒進(jìn)行混合，其中MgO的重量百分率為Iwt %。
[0041]上述所說(shuō)的通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造三維支架的方法，包括以下步驟:
[0042](I)通過(guò)CAD三維建模，將三維支架設(shè)計(jì)為如圖1所示H = 15.6mm, L1= 0.6mm,L2= 0.9mm的結(jié)構(gòu)。
[0043](2)利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)將混合顆粒燒結(jié)為如CAD模型的三維結(jié)構(gòu)，所用參數(shù)為:激光功率=13W，掃描間距=0.13mm，層厚度=0.1mm，床架溫度=35°C，軸轉(zhuǎn)速=127mm/s，掃描速度=1250mm/so
[0044](3)將步驟(2)制得的材料去掉底部支撐部分，得到所需三維支架。
[0045]實(shí)施例4、本發(fā)明方法制備復(fù)合物支架
[0046]以骨粉和納米氧化鎂(MgO)為原料，制備具有三維結(jié)構(gòu)支架的方法，利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，利用快速成型，制備結(jié)構(gòu)可控、成分均勻的骨組織材料。
[0047]首先將骨粉與納米氧化鎂(MgO)顆粒進(jìn)行混合，其中MgO的重量百分比是
1.8wt % ο
[0048]上述所說(shuō)的通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造三維支架的方法，包括以下步驟:
[0049](I)通過(guò)CAD三維建模，將三維支架設(shè)計(jì)為如圖1所示H = 15.6mm，L1= 0.6mm，L2= 0.9mm的結(jié)構(gòu)。
[0050](2)利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)將混合顆粒燒結(jié)為如CAD模型的三維結(jié)構(gòu)，所用參數(shù)為:激光功率=15W，掃描間距=0.13mm，層厚度=0.1mm，床架溫度=35°C，軸轉(zhuǎn)速=127mm/s，掃描速度=1250mm/so
[0051](3)將步驟(2)制得的材料去掉底部支撐部分，得到所需三維支架。
[0052]綜上所述，本發(fā)明方法制造的三維支架，具有良好的生物相容性、可降解性、生物性能、力學(xué)性能等，可以促進(jìn)成骨細(xì)胞的吸附、增殖和分化，促進(jìn)骨的修復(fù)，解決了傳統(tǒng)支架骨誘導(dǎo)性差、結(jié)構(gòu)受限等問(wèn)題；同時(shí)，本發(fā)明的制造工藝簡(jiǎn)單、便于操作，能耗低，安全、清潔、環(huán)保，生產(chǎn)效率高，所得三維支架的成本低，非常適合產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造用于骨組織工程的三維納米復(fù)合物支架的方法，其特征在于:所述的方法為:利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，通過(guò)CAD建模，將類(lèi)骨復(fù)合材料制造成為具有三維結(jié)構(gòu)的復(fù)合物支架。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的方法包括以下步驟: ①、取類(lèi)骨復(fù)合材料，混勻； ②、通過(guò)CAD建模，構(gòu)建出所需三維結(jié)構(gòu)，利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)對(duì)類(lèi)骨復(fù)合材料進(jìn)行燒結(jié)，得到復(fù)合物支架。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述類(lèi)骨復(fù)合材料選自骨粉和納米氧化鎂的混合顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述骨粉和納米氧化鎂的混合顆粒中，納米氧化鎂的含量為Iwt%?2wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為1W?15W ;掃描速度為800mm/s?1600mm/s ;掃描間距為0.1mm?0.2mm ;層厚度為 0.1mm ?0.15mm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為14W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.15mm ;層厚度為0.15mm。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為15W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.1mm ;層厚度為0.1mm08.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為13W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.13mm ;層厚度為0.1mm09.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件包括:激光功率為15W ;掃描速度為1250mm/s ;掃描間距為0.13mm ;層厚度為0.1mm010.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的工藝條件還包括:床架溫度為30°C?40 °C ;軸轉(zhuǎn)速為100mm/s?150mm/s。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種通過(guò)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制造用于骨組織工程的三維納米復(fù)合物支架的方法，所述的方法為：利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，通過(guò)CAD建模，將類(lèi)骨復(fù)合材料制造成為具有三維結(jié)構(gòu)的復(fù)合物支架。本發(fā)明方法制造的三維支架，具有良好的生物相容性、可降解性、生物性能、力學(xué)性能等，可以促進(jìn)成骨細(xì)胞的吸附、增殖和分化，促進(jìn)骨的修復(fù)，解決了傳統(tǒng)支架骨誘導(dǎo)性差、結(jié)構(gòu)受限等問(wèn)題；同時(shí)，本發(fā)明的制造工藝簡(jiǎn)單、便于操作，能耗低，安全、清潔、環(huán)保，所得三維支架的成本低，非常適合產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】A61L27/38, A61L27/02, A61L27/50
【公開(kāi)號(hào)】CN105561394
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510707577
【發(fā)明人】鄧力, 黃益洲, 楊志明
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)華西醫(yī)院
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日