[发明专利]一种3D打印用人工骨修复支架材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印用人工骨修复支架材料及制备方法，属3D打印技术领域。

背景技术

针对在因外伤、医疗手术等原因造成的人体骨骼产生局部缺口进行修复作业中，往往需要借助人工骨修复支架材对人体骨骼产生局部缺口进行填充，达到骨骼修复的目的，但当期在进行人工骨修复支架材生产制备中，往往多位合金材质结构，虽然可以满足骨骼缺陷修复作业的需要和满足骨骼承载强度作业的需要，但合金材质的生物活性相对较差，从而极易引发人体免疫系统严重的排异反应、创口感染等现象，从而一方面导致骨骼修复作业效率低下，创口愈合慢，另一方面也增加了患者发生并发症的风险，于此同时，当前合金材质的支架在利用3D打印系统进行生产制备中，往往易导致生产制备工作效率低下，运行能耗和成本高，从而导致了当前的合金人工骨修复支架使用成本高，因此针对这一问题，迫切需要开发一种可有效满足3D打印加工人体骨骼修复支架的新型材料及制备工艺，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种3D打印用人工骨修复支架材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种3D打印用人工骨修复支架材料，由以下质量份数物质构成：聚己内酯：30%—65%、聚多巴胺：1.1%—6.5%、抗菌肽：0.5%—3.5%、氯化钙1%—5%、余量为改性透明质酸钠凝胶。

进一步的，所述的聚己内酯分子量为1×10⁶。

进一步的，所述的改性透明质酸钠凝胶为甲基丙烯酰化透明质酸钠。

进一步的，所述的抗菌肽为抗菌肽LL-37。

一种3D打印用人工骨修复支架制备方法，包括以下步骤：

第一步，支架建模，首先通过CT扫描设备，对人体需要进行修复的骨骼缺口部位进行三维扫描，并建立该缺口部位的骨骼组织结构的三维结构数据模型，然后将建立的三维结构数据模型编码转化为3D打印成型加工作业的编程语音编码；

第二步，3D打印设备调试，将第一步编订的编程语音编码数据下载到激光3D打印系统中并保存，然后由激光3D打印系统运行程序对编程语音编码数据进行仿真运行，并根据仿真运行结果，结合激光3D打印系统的运行偏差，对编程语音编码数据进行参数补偿，获得骨骼成型加工程序，然后保存备用；

第三步，制备支架基体，首先将改性透明质酸钠凝胶添加到总量为改性透明质酸钠凝胶总量1.5—3倍的常温去离子水中，并混合均匀，然后将占混合物总量1%—3.5%光引发剂添加混合物中并混合均匀制备得到改性透明质酸钠凝胶前置水溶液，且改性透明质酸钠凝胶前置水溶液的浓度为2—6wt/%，并将配置好的改性透明质酸钠凝胶前置水溶液和聚己内酯添加到激光3D打印系统中，然后在培养皿中由氯化钙与去离子配置浓度为2—4wt/%的氯化钙水溶液，然后一方面由激光3D打印系统以35℃—40℃恒温环境和50℃—70℃恒温环境下，将聚己内酯和改性透明质酸钠凝胶前置水溶液同时在承载有氯化钙水溶液的培养皿中按照第二步骨骼成型加工程序进行支架打印成型作业，在打印作业时，在氯化钙水溶液的培养皿中逐层进行支架打印成型作业，且每层厚度为0.01—0.1毫米，每分钟打印3—10层，并在打印作业同时对每层改性透明质酸钠凝胶支架进行5—15秒、强度为10w/cm²的紫外线进行辐照成型，最终得到成品的改性透明质酸钠凝胶支架基体；

第四步，支架基体表面改性，首先将聚多巴胺添加到pH为8.5的三羟甲基氨基甲烷—盐酸缓冲溶液中，配置得到浓度为10—30mg/ml的盐酸多巴胺溶液，然后将盐酸多巴胺溶液温度加热到60℃—85℃，然后将第三步制备得到的支架基体浸入到盐酸多巴胺溶液中，并恒温浸泡3—4小时，然后将经过浸泡的支架基体由去离子水进行清洗备用；

第五步，支架基体表面改性二次改性，首先在无菌环境下，将抗菌肽添加到pH7—8的磷酸盐缓冲溶液中，制备得到浓度为10—50μg/ml的抗菌肽溶液，然后将经过第四步处理过的支架基体浸入到抗菌肽溶液中，并在35℃—40℃恒温环境下在二氧化碳培养箱中浸泡12—18小时，然后由灭菌去离子水对经过浸泡的支架基体进行清洗，然后在-80℃—-10℃真空冷冻干燥设备中进行冻干，即可得到成品3D打印用人工骨修复支架。

进一步的，所述的第二步至第五步加工作业中，均在惰性气体保护无菌环境氛围中进行。

进一步的，所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的任意一种。