[发明专利]一种降解速度可调的骨组织梯度支架及其基于3D打印的成型方法

权利要求书

1.一种降解速度可调的骨组织梯度支架的基于3D打印的成型方法，所述的降解速度可调的骨组织梯度支架至少包括一个第一接触面和一个第二接触面，所述的第一接触面和第二接触面共同形成梯度支架的封闭外表面；所述梯度支架的内部为呈梯度分布的多孔隙结构；

所述的第一接触面上设有直径小于100微米的第一孔隙，所述的第二接触面上设有直径为数百微米的第二孔隙；相邻的第一孔隙、第二孔隙和内部孔隙之间采用非线性过渡的方式连通；

其特征在于，所述的基于3D打印的成型方法包括以下步骤：

1）根据需求获取骨组织梯度支架的尺寸和形状，以及获取骨组织梯度支架外表面的接触面类型；所述的接触面类型分为第一接触面和第二接触面；

2）根据接触面类型确定每一个接触面上的孔隙尺寸，并设计骨组织梯度支架的内部孔隙尺寸；

3）根据支架的力学要求选择接触面孔隙到内部孔隙之间的梯度函数，所述的梯度函数用于实现表面孔隙到内部孔隙之间、外表面相邻孔隙之间、以及内部相邻孔隙之间的非线性连通；梯度函数包括二次函数、三次函数、四次函数、五次函数和六次函数，每一种梯度函数对应不同的力学性能，随着梯度函数的次方数增加，力学性能逐渐减弱；

4）设计骨组织梯度支架的打印模型和模型支撑；

5）将TCP粉末、树脂、分散剂按比例混合，得到TCP树脂混合浆料；

6）根据设计好的打印模型和打印支撑，利用DLP将TCP树脂混合浆料光固化成型；在光固化成型过程中，设置DLP打印的孔隙率高于实际孔隙率的5%-15%；

7）脱脂烧结：首先在室温下以0.5-1.2℃/min的速率升温至400-500℃，在400-500℃下保温20-40 min，随后从400-500℃以1.5-2.5℃/min的速率升温至1100-1300℃，在1100-1300℃下保温100-150 min，取出骨组织梯度支架空冷，得到骨组织梯度支架。

2.根据权利要求1所述的降解速度可调的骨组织梯度支架的基于3D打印的成型方法，其特征在于，当接触面类型为第一接触面时，其表面的第一孔隙直径为10-90微米；当接触面类型为第二接触面时，其表面的第二孔隙直径为300-600微米。

3.根据权利要求1所述的降解速度可调的骨组织梯度支架的基于3D打印的成型方法，其特征在于，所述的骨组织梯度支架内部孔隙尺寸为200-600微米。

4.根据权利要求2或3所述的降解速度可调的骨组织梯度支架的基于3D打印的成型方法，其特征在于，步骤3）中所述的表面孔隙到内部孔隙之间、外表面相邻孔隙之间、以及内部相邻孔隙之间进行非线性过渡之后，在骨组织梯度支架内部形成三周期极小曲面孔隙，在三维空间中的三个坐标轴上均呈现出周期性。

5. 根据权利要求1所述的降解速度可调的骨组织梯度支架的基于3D打印的成型方法，其特征在于，所述的骨组织梯度支架通过调整打印浆料固含量来调整微观孔隙率，所述的打印浆料固含量为30%-66% wt。

6.根据权利要求1所述的降解速度可调的骨组织梯度支架的基于3D打印的成型方法，其特征在于，在所述的步骤6）之后还包括检测固化成型后的支架孔隙率的步骤，若打印得到的孔隙率与实际孔隙率之间的误差低于阈值，则进入下一步骤；否则，降低设置的DLP打印的孔隙率，重复进行光固化成型过程。

7. 根据权利要求1所述的降解速度可调的骨组织梯度支架的基于3D打印的成型方法，其特征在于，在步骤6）所述的光固化成型过程中，曝光功率为30 mw/cm²，固化时间为1.2s。