一种用3D打印可再生功能梯度骨骼支架的制备方法

技术特征：
1.一种3d打印可再生功能梯度骨骼支架的制备方法，其特征是通过ct扫描设备对骨缺损处进行三维扫描获取图像数据设计出可以移植骨头的尺寸及形态，用ug三维制图软件设计出多功能梯度模型，以钛合金材料作为多孔骨骼支架材料，利用3d打印slm成形出环状多功能梯度多孔支架结构，孔隙率由外向内减小，再将梯度多孔支架置于含有壳聚糖、羟基磷灰石、淫羊藿苷的混合溶液中，得到功能梯度多孔仿生复合支架，通过该方法制备的骨骼植入物实现了单一孔隙率的突破，更好的模拟了天然骨的实际孔隙率变化特征；其制备过程如下：（a）通过ct扫描设备对骨缺损处进行三维扫描获取图像数据，根据破损骨头，利用三维软件重新设计出可以移植骨头的尺寸及形态；用ug三维制图软件设计出多功能梯度模型，将模型与健康骨骼进行比对，校验模型尺寸是否合适，有无偏差，支架采用环状多层结构设计，模型的外层为体心立方结构，孔隙率为80%，孔径为800μm，内芯为十字形蜂窝结构，孔隙率为50%，孔径为400μm，支架外层结构占整体结构60%的体积，内芯占整体结构的40%体积；（b）采用气体雾化法制备ti6al4v球形粉末，用高频感应线圈进行加热将钛合金原料熔化，使熔液滴流，再用高速的氩气喷射熔液流，使金属液成喷雾状，冷凝后生成ti6al4v粉末；（c）将预先设计好的功能梯度多孔支架模型导入slm打印机中，将ti6al4v粉末放入供粉仓中，打印过程中激光功率为250w，扫描速度为1000mm/s，激光直径为50μm，扫描间距为0.1mm，其中支架外层为体心立方结构，孔隙率为80%，孔径为800μm，内芯为十字形蜂窝结构，孔隙率为50%，孔径为400μm；取出后采用无水乙醇清洗去除部分易清除的未熔融粉末，再采用超声清洗，通过超声振动将孔隙间残留的剩余粉末去除；（d）在100ml规格的烧杯中注入0.2mol/l的乙酸99ml，称取1g壳聚糖粉末加入乙酸溶液中，在50℃环境下搅拌约 30min后形成浓度为1%的壳聚糖溶液；然后加入0.3g的羟基磷灰石粉末，0.1g的淫羊藿苷，继续搅拌直至均匀混合，将配置好的混合液放在室温下进行冷却；将多孔钛支架置于24孔培养板中，用一次性注射器将配置好的混合溶液注射到多孔钛支架的孔隙中，直至溶液将多孔钛支架完全覆盖，注射时应避免气泡的进入，室温静置1h后放入-20℃环境进行冷冻处理，冷冻12h，最后置入冷冻干燥机冻干，得到多孔钛-壳聚糖-羟基磷灰石-淫羊藿苷复合支架。2.根据权利要求1所述的一种3d打印可再生功能梯度骨骼支架的制备方法，其特征在于，支架采用环状多层结构设计，模型的外层为体心立方结构，孔隙率为80%，孔径为800μm，内芯为十字形蜂窝结构，孔隙率为50%，孔径为400μm，支架外层结构占整体结构60%的体积，内层占整体结构的40%体积。3.根据权利要求1所述的一种3d打印可再生功能梯度骨骼支架的制备方法，其特征在于，将预先设计好的功能梯度多孔支架模型导入slm打印机中，将ti6al4v粉末放入供粉仓中，打印过程中激光功率为250w，扫描速度为1000mm/s，激光直径为50μm，扫描间距为0.1mm。

技术总结
一种3D打印可再生功能梯度骨骼支架的制备方法，本发明通过CT扫描设备对骨缺损处进行三维扫描获取图像数据，设计出可以移植骨头的尺寸及形态，以钛合金材料作为多孔骨骼支架材料，利用3D打印SLM成形出环状多孔功能梯度结构，外层为体心立方结构，内芯为十字形蜂窝结构，孔隙率由外向内减小，更好地模拟了天然骨的实际孔隙率变化特征，再将含有壳聚糖、羟基磷灰石、淫羊藿苷的混合溶液注射到多孔钛支架的孔隙中，得到功能梯度多孔仿生复合支架，本发明打印出的支架具有可降解、可修复、良好生物相容性和良好骨传导性，并使细胞能够更好地黏附生长，促进骨愈合。促进骨愈合。促进骨愈合。


技术研发人员：徐淑波 胡馨支 张森 潘悦飞 任国成 韩娟娟 郑伟
受保护的技术使用者：山东建筑大学
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2022/8/5