利用石墨烯强韧化生物陶瓷材料及其人工骨的制备方法

摘要

针对生物活性陶瓷存在强度低、韧性差的问题，本发明提供了一种利用石墨烯强韧化生物活性陶瓷材料，并采用选择性激光烧结技术(Selective laser sintering，SLS)制备石墨烯/生物陶瓷人工骨的方法，其优点在于：将石墨烯作为纳米增强相添加到生物活性陶瓷(羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃、硅酸钙等)中，利用石墨烯优异的力学性能大幅度提高陶瓷的强度和韧性；将选择性激光烧结技术应用到石墨烯/生物陶瓷人工骨的制备过程，利用激光快速加热与冷却的特点能够将烧结时间缩短到秒级甚至是毫秒级，从而避免长时间的高温作用对石墨烯带来的结构损伤。本发明涉及一种石墨烯强韧化陶瓷材料的方法，对于生物活性陶瓷在人体承重部位的应用具有重要的意义。

主权项

一种利用石墨烯强韧化生物活性陶瓷材料，并采用选择性激光烧结技术(Selective laser sintering，SLS)制备石墨烯/生物陶瓷人工骨的方法，从而将生物活性陶瓷的应用范围扩大到人体承重部位的骨修复和替换，主要步骤包括：(1)原料制备：利用电子天平按比例称量一定量的生物活性陶瓷粉末和石墨烯粉末，利用机械混合法研磨30min后获得均匀混合的原始粉末，其中石墨烯的质量分数为0‑5wt％；(2)激光烧结：在成型缸的工作平台上均匀的铺设一层混合粉末，粉层厚度为0.1‑0.2mm，根据人工骨二维截面信息控制激光束有选择的扫描烧结粉末，通过层层叠加技术获得三维人工骨；(3)清粉处理：工作平台下降一定的高度，将人工骨从成型缸中取出并利用毛刷和气枪等设备去除未烧结的混合粉末后，得到具有多孔结构的石墨烯/生物陶瓷人工骨。