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用于三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法.pdf

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用于 三维 打印 生物 陶瓷 墨水 制备 支架 方法
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摘要
申请专利号:

CN201610358492.0

申请日:

20160526

公开号:

CN107432953A

公开日:

20171205

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:
IPC分类号: A61L27/22,A61L27/12,A61L27/36 主分类号: A61L27/22,A61L27/12,A61L27/36
申请人: 苏州拜博机电科技有限公司
发明人: 郑兆柱,刘萌,王小锋,于凯
地址: 215100 江苏省苏州市吴中区东山镇紫金路34号
优先权: CN201610358492A
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610358492.0

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

太阳城集团本发明属于三维打印技术领域,具体公开了用于三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法即采用鸡蛋壳作为钙源制备羟基磷灰石,再结合丝素蛋白优良的力学和生物学特性,可得到内部成分,外形结构可控的三维支架,可以解决临床上生物模型陶瓷骨修复体不能个性化精确定制的问题。

权利要求书

1.用于三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:1)向丝素蛋白中加入羟基磷灰石泥浆,得到生物陶瓷;2)将生物陶瓷置于注射器中,除气泡,选择针头,得到生物陶瓷墨水,其中,所述除气泡方式为抽真空方式,所述针头内腔为T型或者楔形,所述针头G码为30G~16G;3)将SolidWorks设计的打印模型,载入Repetier软件,使用Silcs插件对模型进行分层;4)生物陶瓷墨水通过三维打印形成不同内部结构和外形尺寸的三维陶瓷支架;5)将三维陶瓷支架置于甲醇或者甘油中固化即可,其中,所述甲醇浓度为50%~100%,所述甘油浓度为30%~70%。2.根据权利要求1所述的用于三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中丝素蛋白的制备方法如下:1)使用含0.5%碳酸氢钠对蚕丝脱胶,脱胶太阳城集团10分钟~2小时;2)使用9.3M溴化锂溶液溶解脱胶蚕丝,浴比为1:4~1:5;3)对去离子水透析,除去盐离子,离心除去未溶解丝素颗粒物;4)采用与乙二醇(MW10,000)或者通风干燥的方式浓缩丝素蛋白;其中,所述通风干燥方式为新制备的丝素蛋白置于4~10℃的低温条件下储存0~3天或者地方通风干燥一段太阳城集团,再在常温条件下通风干燥。3.根据权利要求1所述的用于三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中羟基磷灰石泥浆的制备方法,具体如下:1)使用醋酸清洗蛋壳,其中,所述醋酸浓度1%~10%;2)在球磨机中,使用氧化锆作为研磨介质球磨蛋壳并经过100μm滤网过滤粉末;3)用磷酸溶解所述粉末即可,其中,所述磷酸为正磷酸,磷酸与羟基磷灰石的浴比为1:1~1:10。

说明书

技术领域

太阳城集团 本发明涉及三维打印技术领域,具体涉及用于三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法。

背景技术

太阳城集团 蚕丝主要由丝胶和丝素两种蛋白质组成。桑蚕丝核壳结构,外层包覆丝胶蛋白(Sericin),内层为丝素蛋白(Silk Fibroin),其中丝素蛋白含量为70 ~ 80%,丝素蛋白390 KD的H链、25 KD的L链和30 KD的P25组成。再生丝素蛋白可制备成多种形式的生物材料,如薄膜、凝胶、支架和颗粒等,用于药物载体、组成工程修复和固定化酶制备等。

羟基磷灰石,又称羟磷灰石,碱式磷酸钙,是钙磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))的自然矿物化。但是经常被写成Ca10(PO4)6(OH)2的形式以突出它是由两部分组成的:羟基与磷灰石。OH-基能被氟化物、氯化物和碳酸根离子代替,生成氟基磷灰石或氯基磷灰石,其中的钙离子可以被多种金属离子通过发生离子交换反应代替,形成对应金属离子的M磷灰石(M代表取代钙离子的金属离子)。羟磷灰石是人体骨骼组织主要成分。植入体内后,钙和磷会游离出材料表面被身体组织吸收,并生长出新的组织。

太阳城集团长期以来,由创伤、老龄化、运动及事故导致的骨缺损对人体健康及病人生活质量带来严重影响。现行的骨修复技术主要包括自体和异体骨移植技术,自体移植是临床骨缺损治疗的金标准,但来源有限。异体移植易发生免疫排斥反应,亦有传播疾病的风险。组织工程概念和三维打印概念的提出为人体组织和器官缺损病人带来了福音。利用工程和生命科学的原理和方法,再生新的骨组织,以修复和替代病变或缺损骨组织或增进其功能的技术,是实现骨修复的未来发展方向。三维打印技术集材料科学、计算机辅助设计及数控技术于一体,采用增材的制作过程,可精确制备出与生物体相同形状的支架。

发明内容

为解决上述技术问题,我们提出了一种经济、实用性强及具有良好可注射性的三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法。

为达到上述目的,本发明的技术方案如下:

用于三维打印生物陶瓷墨水制备生物陶瓷支架的制备方法,其包括如下步骤:

太阳城集团1)向丝素蛋白中加入羟基磷灰石泥浆,得到生物陶瓷;

2)将生物陶瓷置于注射器中,除气泡,选择针头,得到生物陶瓷墨水,其中,所述除气泡方式为抽真空方式,所述针头内腔为T型或者楔形,所述针头G码为30G~16G;

3)将SolidWorks设计的打印模型,载入Repetier 软件,使用Silcs插件对模型进行分层;

4)生物陶瓷墨水通过三维打印形成不同内部结构和外形尺寸的三维陶瓷支架;

太阳城集团5)将三维陶瓷支架置于甲醇或者甘油中固化即可,其中,所述甲醇浓度为50%~100%,所述甘油浓度为30%~70%。

优选的,所述步骤1)中丝素蛋白的制备方法如下:

太阳城集团1)使用含0.5%碳酸氢钠对蚕丝脱胶,脱胶太阳城集团10分钟~2小时;

2)使用9.3 M溴化锂溶液溶解脱胶蚕丝,浴比为1:4 ~ 1:5;

太阳城集团3)对去离子水透析,除去盐离子,离心除去未溶解丝素颗粒物;

太阳城集团4)采用与乙二醇(MW 10,000)或者通风干燥的方式浓缩丝素蛋白;

太阳城集团其中,所述通风干燥方式为新制备的丝素蛋白置于4~10℃的低温条件下储存0~3天或者地方通风干燥一段太阳城集团,再在常温条件下通风干燥。

太阳城集团优选的,所述步骤1)中羟基磷灰石泥浆的制备方法,具体如下:

1)使用醋酸清洗蛋壳,其中,所述醋酸浓度1%~10%;

太阳城集团2)在球磨机中,使用氧化锆作为研磨介质球磨蛋壳并经过100 μm滤网过滤粉末;

3)用磷酸溶解所述粉末即可,其中,所述磷酸为正磷酸,磷酸与羟基磷灰石的浴比为1:1 ~ 1:10。

太阳城集团通过上述技术方案,本发明的有益效果如下:

太阳城集团1、本发明钙源来自禽类蛋壳,绿色来源、绿色制备过程,生物相容性高;

太阳城集团2、本发明钙源制备方法无需高温烧结过程,不仅节约能源,而且可以避免高温烧结过程中的支架结构失真;

太阳城集团3、本发明所制备的生物陶瓷墨水,流动性、保真性好,可用于各种挤出式三维打印机,打印精确度可达50 μm。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明制备的生物陶瓷支架的三维制图;

图2为本发明制备的生物陶瓷支架的照片。

具体实施方式

太阳城集团下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

太阳城集团下面结合示意图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1、羟基磷灰石泥浆制备,具体如下:

取适量鸡蛋壳,自来水洗净晾干,使用2%乙酸清晰鸡蛋壳,60℃烘箱烘干;

太阳城集团在球磨机中,使用氧化锆作为研磨介质球磨蛋壳,高速球磨2小时。100 μm滤网过滤粉末;

称取10克鸡蛋壳,加入50克85%正磷酸,室温过夜,制备羟基磷灰石泥浆。

实例2、生物陶瓷墨水制备,具体如下:

太阳城集团将10分钟、30分钟和1小时脱胶蚕丝制备的丝素溶液,4℃冰箱静置24小时,10℃冷风干燥48小时,室温通风干燥24小时,得到15%~30%(wt/wt)丝素溶液;

向丝素溶液中加入上述制备的羟基磷灰石泥浆即得到生物陶瓷墨水,比例1:1~1:9;

实例3、三维可控微结构生物陶瓷支架制备,参照图1、图2,具体如下:

将生物陶瓷墨水置于注射器中,选择内腔为楔形的针头,20G,得到生物陶瓷墨水;

将SolidWorks设计的打印模型(.STL),载入Repetier 软件,使用Silcs插件对模型进行分层;

生物陶瓷墨水通过三维打印形成不同内部结构和外形尺寸的三维陶瓷支架。

将三维陶瓷支架置于50%甘油中固化即可。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

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