通过选择性激光烧结技术制造用于骨组织工程的三维纳米复合物支架的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过选择性激光烧结技术制造用于骨组织工程的三维纳米复合物支架的方法。
【背景技术】
[0002]由于受制造工艺的影响，传统支架往往存在骨诱导性差、结构受限等多种问题。
[0003]选择性激光烧结技术是一种快速成型技术(RP)，主要用于制造一些生物医用高分子、无机及其复合材料。在选择性激光烧结技术中，影响烧结效果的因素众多，例如，激光功率、扫描速度、扫描间距等，这些因素之间相互影响，因而，往往难以获得适合的工艺条件进行烧结，从而获得良好的烧结效果。
[0004]为了获得良好的烧结效果从而得到性能优良的支架材料，有必要对现有的制造工艺进行改进。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种通过选择性激光烧结技术制造用于骨组织工程的三维纳米复合物支架的方法。
[0006]本发明提供的一种通过选择性激光烧结技术制造用于骨组织工程的三维纳米复合物支架的方法，所述的方法为:利用选择性激光烧结技术，通过CAD建模，将类骨复合材料制造成为具有三维结构的复合物支架。
[0007]进一步的，所述的方法包括以下步骤:
[0008]①、取类骨复合材料，混匀；
[0009]②、通过CAD建模，构建出所需三维结构，利用选择性激光烧结技术对类骨复合材料进行烧结，得到复合物支架。
[0010]进一步的，所述类骨复合材料选自骨粉和纳米氧化镁的混合颗粒。
[0011]进一步的，所述骨粉和纳米氧化镁的混合颗粒中，纳米氧化镁的含量为lwt%?2wt % ο
[0012]进一步的，所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为1W?15W ;扫描速度为800mm/s?1600mm/s ;扫描间距为0.1mm?0.2mm ;层厚度为0.1mm?0.15mm。
[0013]进一步的，所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为14W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.15mm ;层厚度为0.15mm。
[0014]进一步的，所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为15W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.1mm ;层厚度为0.1mm。
[0015]进一步的，所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为13W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.13mm ;层厚度为0.1mm。
[0016]进一步的，所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为15W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.13mm ;层厚度为0.1mm。
[0017]进一步的，所述选择性激光烧结技术的工艺条件还包括:床架温度为30°C?40°C;轴转速为100mm/s?150mm/s。
[0018]进一步的，所述选择性激光烧结技术的工艺条件还包括:床架温度为35°C;轴转速为 127mm/s0
[0019]本发明方法制造的三维支架，具有良好的生物相容性、可降解性、生物性能、力学性能等，可以促进成骨细胞的吸附、增殖和分化，促进骨的修复，解决了传统支架骨诱导性差、结构受限等问题；同时，本发明的制造工艺简单、便于操作，能耗低，安全、清洁、环保，生产效率高，所得三维支架的成本低，非常适合产业上的应用。
[0020]显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
[0021]以下通过实施例形式的【具体实施方式】，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
【附图说明】
[0022]图1本发明制造具有三维结构的复合支架:㈧支架顶部示意图；⑶支架侧面示意图；(C)CAD三维建模示意图；(D)支架实物图。
【具体实施方式】
[0023]本发明【具体实施方式】中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
[0024]实施例1、本发明方法制备复合物支架
[0025]以骨粉和纳米氧化镁(MgO)为原料，制备具有三维结构支架的方法，利用选择性激光烧结技术，利用快速成型，制备结构可控、成分均匀的骨组织材料。
[0026]首先将骨粉与纳米氧化镁(MgO)颗粒进行混合，其中MgO的重量百分率为1.5wt % ο
[0027]上述所说的通过选择性激光烧结技术制造三维支架的方法，包括以下步骤:
[0028](I)通过CAD (Computer Aided Design，计算机辅助设计)三维建模，将三维支架设计为如图1所示H = 15.6mm, L1= 0.6mm, L2= 0.9mm的结构。
[0029](2)利用选择性激光烧结技术将混合颗粒烧结为如CAD模型的三维结构，所用参数为:激光功率=14W，扫描间距=0.15mm，层厚度=0.15mm，床架温度=35°C，轴转速=127mm/s，扫描速度=1250mm/so
[0030](3)将步骤(2)制得的材料去掉底部支撑部分，得到所需三维支架。
[0031]实施例2、本发明方法制备复合物支架
[0032]以骨粉和纳米氧化镁(MgO)为原料，制备具有三维结构支架的方法，利用选择性激光烧结技术，利用快速成型，制备结构可控、成分均匀的骨组织材料。
[0033]首先将骨粉与纳米氧化镁(MgO)颗粒进行混合，其中MgO的重量百分率是2wt%。
[0034]上述所说的通过选择性激光烧结技术制造三维支架的方法，包括以下步骤:
[0035](I)通过CAD三维建模，将三维支架设计为如图1所示H = 15.6mm, L1= 0.6mm,L2= 0.9mm的结构。
[0036](2)利用选择性激光烧结技术将混合颗粒烧结为如CAD模型的三维结构，所用参数为:激光功率=15W，扫描间距=0.1mm，层厚度=0.1mm，床架温度=35°C，轴转速=127mm/s，扫描速度=1250mm/so
[0037](3)将步骤(2)制得的材料去掉底部支撑部分，得到所需三维支架。
[0038]实施例3、本发明方法制备复合物支架
[0039]以骨粉和纳米氧化镁(MgO)为原料，制备具有三维结构支架的方法，其特征在于:利用选择性激光烧结技术，利用快速成型，制备结构可控、成分均匀的骨组织材料。
[0040]首先将骨粉与纳米氧化镁(MgO)颗粒进行混合，其中MgO的重量百分率为Iwt %。
[0041]上述所说的通过选择性激光烧结技术制造三维支架的方法，包括以下步骤:
[0042](I)通过CAD三维建模，将三维支架设计为如图1所示H = 15.6mm, L1= 0.6mm,L2= 0.9mm的结构。
[0043](2)利用选择性激光烧结技术将混合颗粒烧结为如CAD模型的三维结构，所用参数为:激光功率=13W，扫描间距=0.13mm，层厚度=0.1mm，床架温度=35°C，轴转速=127mm/s，扫描速度=1250mm/so
[0044](3)将步骤(2)制得的材料去掉底部支撑部分，得到所需三维支架。
[0045]实施例4、本发明方法制备复合物支架
[0046]以骨粉和纳米氧化镁(MgO)为原料，制备具有三维结构支架的方法，利用选择性激光烧结技术，利用快速成型，制备结构可控、成分均匀的骨组织材料。
[0047]首先将骨粉与纳米氧化镁(MgO)颗粒进行混合，其中MgO的重量百分比是
1.8wt % ο
[0048]上述所说的通过选择性激光烧结技术制造三维支架的方法，包括以下步骤:
[0049](I)通过CAD三维建模，将三维支架设计为如图1所示H = 15.6mm，L1= 0.6mm，L2= 0.9mm的结构。
[0050](2)利用选择性激光烧结技术将混合颗粒烧结为如CAD模型的三维结构，所用参数为:激光功率=15W，扫描间距=0.13mm，层厚度=0.1mm，床架温度=35°C，轴转速=127mm/s，扫描速度=1250mm/so
[0051](3)将步骤(2)制得的材料去掉底部支撑部分，得到所需三维支架。
[0052]综上所述，本发明方法制造的三维支架，具有良好的生物相容性、可降解性、生物性能、力学性能等，可以促进成骨细胞的吸附、增殖和分化，促进骨的修复，解决了传统支架骨诱导性差、结构受限等问题；同时，本发明的制造工艺简单、便于操作，能耗低，安全、清洁、环保，生产效率高，所得三维支架的成本低，非常适合产业上的应用。
【主权项】
1.通过选择性激光烧结技术制造用于骨组织工程的三维纳米复合物支架的方法，其特征在于:所述的方法为:利用选择性激光烧结技术，通过CAD建模，将类骨复合材料制造成为具有三维结构的复合物支架。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的方法包括以下步骤: ①、取类骨复合材料，混匀； ②、通过CAD建模，构建出所需三维结构，利用选择性激光烧结技术对类骨复合材料进行烧结，得到复合物支架。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述类骨复合材料选自骨粉和纳米氧化镁的混合颗粒。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:所述骨粉和纳米氧化镁的混合颗粒中，纳米氧化镁的含量为Iwt%?2wt%。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为1W?15W ;扫描速度为800mm/s?1600mm/s ;扫描间距为0.1mm?0.2mm ;层厚度为 0.1mm ?0.15mm。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为14W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.15mm ;层厚度为0.15mm。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为15W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.1mm ;层厚度为0.1mm08.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为13W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.13mm ;层厚度为0.1mm09.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述选择性激光烧结技术的工艺条件包括:激光功率为15W ;扫描速度为1250mm/s ;扫描间距为0.13mm ;层厚度为0.1mm010.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述选择性激光烧结技术的工艺条件还包括:床架温度为30°C?40 °C ;轴转速为100mm/s?150mm/s。
【专利摘要】本发明公开了一种通过选择性激光烧结技术制造用于骨组织工程的三维纳米复合物支架的方法，所述的方法为：利用选择性激光烧结技术，通过CAD建模，将类骨复合材料制造成为具有三维结构的复合物支架。本发明方法制造的三维支架，具有良好的生物相容性、可降解性、生物性能、力学性能等，可以促进成骨细胞的吸附、增殖和分化，促进骨的修复，解决了传统支架骨诱导性差、结构受限等问题；同时，本发明的制造工艺简单、便于操作，能耗低，安全、清洁、环保，所得三维支架的成本低，非常适合产业上的应用。
【IPC分类】A61L27/38, A61L27/02, A61L27/50
【公开号】CN105561394
【申请号】CN201510707577
【发明人】邓力, 黄益洲, 杨志明
【申请人】四川大学华西医院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年10月27日