[发明专利]一种低收缩率3D打印材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种低收缩率3D打印材料及其制备方法与应用，属于高分子材料领域。该3D打印材料由如下按质量百分比计的物质组成：35％～73.9％PBAT、2％～5％纳米氧化锌、10％～20％无机晶须材料、10％～20％无机矿物、2％～10％淀粉、2％～10％增塑剂和0.1％～1％抗氧剂。制备的时候，先将增塑剂与淀粉混合均匀，然后添加其它组分混合，最后采用双螺杆或密炼机进行熔融混炼而制备得到。本发明采用纳米氧化锌做抑菌剂，可提高材料的抑菌性能；采用晶须和无机片状矿物来降低材料的收缩率。制备得到的3D打印材料在肿瘤放疗体位固定器等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种低收缩率3D打印材料及其制备方法与应用，该打印材料具有抑菌功能。

背景技术

恶性肿瘤是一种严重威胁着人类生命安全的疾病，从20世纪70年代以来一直呈上升趋势。据WHO报告，1990年全世界癌症新发病例数约807万，比1975年的517万增加了37.4％，按此趋势推测，2020年全球将有2000万新发病例，中国每年新发病例约429万。

目前，肿瘤临床治疗主要采用手术、放疗和化疗。放疗具有适应症宽、疗效较好等优点，在肿瘤治疗中有着无可置疑的重要地位。据我国各大肿瘤防治中心统计，大约有70％的病人需要接受放疗，而在国外如美国、日本等接受放疗者约占当年新发病例的50～60％，目前仍有上升趋势。

近10年，放疗技术飞跃发展，为了减少肿瘤放疗对正常组织的副作用和不良影响，从原来二维放疗发展到三维立体高精度定向放疗，如立体定向放射治疗(SRT)、三维适形放射治疗(3D-CRT)、强调适形放射治疗(IMRT)和影像引导放射治疗(IGRT)等新技术，肿瘤放疗步入“精确定位、精确计划、精确放疗”的“三精时代”。

目前，肿瘤放疗主要采用高能X射线进行放疗，放疗剂量一般在3000-8000cGY之间，放射治疗机采用计算机程序控制，可精确控制不同部位放射剂量和放射时间，放射强度和放射范围可以按需调整，放疗次数为1-35次不等。

为了满足精确放疗的需要，临床上采用各种体位固定装置限制体位移动——放疗体位固定技术，其目的在于提高体位固定精度、改进体位重复性、达到精确放疗目的。在制定放疗计划时必须对肿瘤位置进行精确定位，放疗前再进行CT扫描，期望每次放疗定位与初次肿瘤位置定位保持完全一致。现有体位固定技术采用热塑膜和真空负压垫，热塑膜采用聚己内酯(PCL)通过热塑方法对患者进行塑形，存在收缩率较大、定位精准度不理想的问题；真空负压垫用于患者背部定位，其精准度和重复性也不理想。此外，由于患者需要放疗次数为1-35次，体位固定器存放在医院仓库，存在交叉感染等不足。

因此，研究和制备一种具有抑菌功能和低收缩率的3D打印材料，并将其用于制备肿瘤放疗体位定位器，通过降低材料的收缩率提高定位的精准度和重复性；添加抑菌组分抑制细菌的生长，降低体位固定器在医院存放发生交叉感染的风险，在肿瘤放疗精准定位方面具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，提供一种低收缩率3D打印材料。本发明以PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)为主要原料、以纳米氧化锌为抑菌组分，采用晶须、片状矿物材料为增强剂，通过添加淀粉调节材料的降解性能而制备所述的3D打印材料。该3D打印材料具有抑菌功能，可以用于制备肿瘤放疗体位固定器等技术领域，具有广泛的应用前景。

本发明的另一目的在于提供所述的3D打印材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述的3D打印材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：