一种有规则孔分布的高强度生物玻璃骨支架的制备方法

摘要

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种有规则孔分布的高强度生物玻璃骨支架的制备方法。这种具有生物活性能完全降解的玻璃支架，制备方法包括如下步骤：用熔融法制备硼酸盐生物活性玻璃，将玻璃块粉碎、筛分成一定尺寸的玻璃粉末；将该玻璃粉体与有机调和液丙二醇嵌段聚醚溶液，调配成均匀浆体；通过计算机三维打印过程，在已经设计好的程序下打印出支架前驱体（坯体）；将坯体干燥后，在高温下将其烧结，最终得到的玻璃支架不仅具有优良的生物活性。

主权项

一种有规则孔分布的高强度生物玻璃骨支架的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）玻璃粉料的制备用于支架制备的生物玻璃是以硼酸盐为主体的硼硅酸盐体系玻璃，生物玻璃粉料的组成为：以B2O3 或P2O5为玻璃网络主体或兼含SiO2的含钙玻璃，占玻璃组成总摩尔量为30‑90 mol%，玻璃的网络外体含有CaO，并还含有Na2O、K2O碱金属氧化物以及MgO，SrO碱土金属氧化物；网络外体离子氧化物的总摩尔比例占玻璃组成总摩尔量为5‑80mol%，其中包括CaO的碱土金属氧化物的摩尔含量占总摩尔量为5‑60mol%；以B2O3 或P2O5为玻璃网络主体或兼含SiO2的含钙玻璃和网络外体离子氧化物的总摩尔量满足100%；根据上述玻璃的组成与配比，取与金属氧化物相应的氧化物、氯化物、碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐的工业原料作为玻璃配合料，混合均匀，在1000‑1400℃下熔融玻璃并保温0.5‑8小时；随后淬冷得到玻璃块；将所得玻璃块依次经横式球磨机粗碎、行星球磨机细碎或气流粉碎机细碎，并筛分得到最终粒径为0.05‑50µm的玻璃粉料；（2）丙二醇嵌段聚醚有机调和液的制备将分子量为1800－2500聚醚和2,6‑二叔丁基对甲酚以1：1－2.5：1的重量比率混合成悬液浊液，用50wt％的甲苯溶液，溶解此悬浊液，置于三口烧瓶中；用铂氯酸的异丙醇溶液作为催化剂，每克反应物中催化剂的用量为50µg，在70－90℃温度下，搅拌，冷凝回流，氮气保护，反应5－8小时后，取出反应物，通过减压蒸馏，除去单体和低聚合物，获得粘稠的丙二醇嵌段聚醚；将合成的丙二醇嵌段聚醚（克），溶解在50％乙醇（毫升）中，比例为1:0.5‑1:1.5制得溶液，就得到所需的有机调和液；用粘度法表征有机调和液的相变温度在20－40℃之间；（3）玻璃料浆的制备将步骤(1)所得的玻璃粉料与步骤(2)所得有机调和液混合，玻璃粉重量（克）: 调和液体积（毫升）为1: 0.1‑1: 0. 5；经搅拌4－8小时后置于10℃－20℃水浴中存放以去除气泡，制成均匀的玻璃料浆；放入冰箱中陈化，待用；（4）蜂窝状坯体的制备先将步骤(3)所得玻璃料浆用10－225µm的筛子过筛，去除大块团聚，并将过筛后的浆料灌入打印机的注射器中，浆料通过注射口直径尺寸为0.2‑2毫米可调节的注射器，在0.01‑0.05MPa压力下自注射口挤出，挤出速度为0.05‑1.0毫米/秒，构成连续成线状的浆体柱；打印过程中喷管及挤出的料浆均位于40℃－70℃的油浴中，挤压出的第一层料浆平铺在Al2O3板上，随后的料浆自下而上逐层累积，固化成由固体柱构成的蜂窝状坯体；坯体制备过程均由电脑程序预先设计，并全程控制挤出浆料的速度，以适应料浆粘结下层固体柱的凝固时间；全程控制挤出的位置，以调节由固体柱形成的上下、左右和高低的三维孔隙，构成不同的孔隙率和孔径的蜂窝状坯体；（5）蜂窝状坯体的烧结支架坯体先放入10－90℃的烘箱中保温12－48小时去除大部分煤油；然后放入马弗炉中脱胶并烧结，其烧结条件为：以1℃/min升温速度升到400－550℃，保温5－24小时；以1℃/min升温速度升到550－700℃，保温1－5小时。