梯度多孔生物陶瓷支架的制备方法

摘要

本发明公开了一种梯度多孔生物陶瓷支架的制备方法，通过制造三维壳体、浇注生物陶瓷浆料、冷冻干燥和烧结步骤，制备出了外部相对致密、内部具有定向排布的层状多孔结构的多孔生物陶瓷支架。其壳体材料的平均抗弯曲强度达到了28.5～35.6MPa。且采用该制备方法制得的多孔生物陶瓷支架具有不依赖模具成型，能够按照病人个体差异定制，快速生产出生物陶瓷支架的特点。可用于人工骨对病变或损伤的骨组织进行修复。

主权项

一种梯度多孔生物陶瓷支架的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(a)采用糊精为粘结剂，将质量百分比5～15％的糊精与质量百分比为95～85％的生物陶瓷粉体混合，并按照1∶2的固液比例加入去离子水制成陶瓷浆料，将此陶瓷浆料置于球磨罐中，球磨8～12小时混合均匀，经干燥后，采用80目分样筛筛选出直径小于200μm的生物陶瓷粉体混合物备用；(b)采用计算机辅助设计软件设计一端封闭而另一端开口的壳体造型图；(c)以步骤(a)中获得的生物陶瓷粉体混合物为原料，以去离子水为粘结助剂，根据步骤(b)中设计的壳体造型图，采用三维打印机打印出三维壳体，待水分干燥后，取出三维壳体，并将三维壳体中未被粘结的多余粉体清理干净；(d)采用质量浓度为4～10％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂，将重量百分比为20～50wt％的聚乙烯醇水溶液与重量百分比为80～50wt％的生物陶瓷粉体置于球磨罐中，经球磨8～12小时混合成陶瓷浆料；(e)将经过步骤(d)制备的陶瓷浆料浇注到经过步骤(c)制备的三维壳体中，然后放入放入冷冻室温度为-80～-60℃的冷冻干燥机中，保持5～10小时，使陶瓷浆料彻底冻结，然后在真空压力为小于20Pa条件下干燥10～20小时后取出，成为具有梯度多孔结构的生物陶瓷支架；(f)将经过步骤(e)获得的梯度多孔生物陶瓷支架放入烧结炉中，升温速率控制在1～3℃/min，当温度升至500～700℃保温1～2小时，将粘结剂烧除，然后以2～5℃/min的升温速率升至800～1600℃保温2～3小时，将生物陶瓷支架烧结提高强度，然后随炉冷却。