科创中国

本发明提供了一种降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架及其制备方法，其目的在于，通过3D打印及光固化技术来实现复杂内部贯通结构和特定外形陶瓷支架的成形，且通过复合三相陶瓷，通过调节组分、比例、结构、烧结工艺等来制备可控降解的复合陶瓷支架，由此解决了骨支架难以使用传统技术成形及降解、力学性能不能良好综合的技术问题。

本发明属于生物医疗材料和增材制造领域，涉及一种降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架及其制备方法，该方法包括：S1.取羟基磷灰石粉末、β?磷酸钙粉末和微米级的生物玻璃粉末，总质量为m；将不同种光固化树脂单体和/或其预聚物以预定比例混合后，加入塑化剂和分散剂超声混合，之后加入光引发剂和阻聚剂、离型剂以及润滑剂，充分混合得到溶剂；S2.将三种粉末分次加入溶剂中搅拌、真空球磨后得到打印浆料；S3.利用打印浆料进行DLP 3D打印和/或光固化，获得生物陶瓷素坯；S4.生物陶瓷素坯脱脂烧结获得生物复合陶瓷支架成品。本发明能够得到力学性能和降解性能优异的复合生物陶瓷，可应用于骨组织工程技术。

我国人口老龄化和交通事故多发、骨肿瘤等疾病造成的人体骨组织缺损、骨丢失、骨折以及骨质疏松症等骨骼疾病引起了人们的极大关注。骨科疾病致残率高，导致患者生活质量下降，乃至劳动力丧失。患者常需行植入物手术以恢复受损功能。目前临床使用的可降解植入物不具备复杂精细的仿生结构与个性化外形，且存在生物降解与组织再生速率不匹配的难题，难以满足快速增长的临床需求。而且目前的增材制造植入物无法达到同时成形不同孔径大小的复杂结构，无法同时满足骨缺损部位成骨成血管的需要，本专利为克服以上难题提供了可行方法。

陶瓷材料特别是生物活性陶瓷材料凭借着生物相容性好，与人体骨骼成分相近，力学强度好等优点，在骨组织工程中有着很多的应用，其中主要包括磷酸钙类陶瓷、生物玻璃和硅酸钙类陶瓷等，但是，单一组分的陶瓷材料降解性能和力学性能不能良好的匹配，而且人体骨骼的复杂内部结构和骨移植外形的个性化使得传统的方法难以很好的制作出相应的人工支架。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明是一种利用数字光处理DLP(digital light processing)3D打印技术制备点阵结构的HA/β-TCP/生物活性玻璃复合陶瓷的新方法，利用增材制造技术特别是数字化光处理(DLP)技术能够通过光投影逐层叠加能够制造出复杂结构，包括内部孔隙贯通和特定外形的结构，而点阵结构相较于一般的多孔结构受力更加均匀，整体稳定性和空间排列多样性更加优良，使其用于骨缺损修复的过程中长期处于一个稳定的力学状态，对新生骨起到支撑作用；通过设计不同的点阵模型而在制造过程中成形不同尺寸的孔径，不仅有助于成骨细胞的生长和分化，也有助于毛细血管的生长。

(2)本发明制备的浆料具有固含量可高达70％、粘度低、流动性好的特点，且容易提起、性质稳定，可以提高打印坯体成形精度和成功率。

(3)本发明制作的三相生物陶瓷支架，采用不同力学性能和降解性能的成分，能够更好地调节力学性能和降解性能。

(4)本发明利用DLP对点阵结构进行成形，成形结构精细，可达300微米，能满足更精细点阵结构的制造，进而促进骨细胞在支架上的粘附，并促进毛细血管的生长。

(5)总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于配制了高固含量和低粘度的浆料并采用数字化光处理技术，还通过调节组分、比例、结构、烧结工艺等来制备可控降解的复合陶瓷支架。由此获得了特定精细点阵结构的陶瓷支架，并能够实现可控力学性能和降解性能的有益效果。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。