[发明专利]一种基于盐模具的高孔隙化生物支架的间接3D打印方法

摘要

一种基于盐模具的高孔隙化生物支架的间接3D打印方法，先在计算机中将设计的高孔隙支架模型以STL格式在光固化3D打印机上逐层打印出光敏树脂模型，再将树脂模型放入固定容器中用细小的可溶性盐粒包埋起来，通过在盐中渗入水、振动、挤压以及抽真空的方法减少盐模具的孔隙率，再将整个模具放入干燥箱中干燥除去水分，干燥后的模具置于高温炉中烧结数小时除去模具中的光敏树脂，再将熔化的生物材料注入模具填充被烧除的部分，待生物支架完全固化后将模具放入水中水洗脱模，得到高孔隙生物支架；本发明具有材料适用范围广、可制造高孔隙率支架、成型支架表面质量好、机械强度高、可快速脱模、模具对支架无毒无害、成本低等优点。

主权项

1.一种基于盐模具的高孔隙化生物支架的间接3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：1)光固化成型：在计算机软件中设计高孔隙支架模型，以STL格式导出到光固化3D打印机上逐层打印光敏树脂支架；2)造粒：以可溶性盐为基本原料，以研磨的方式将可溶性盐的粒径磨至0.2‑100μm，得到可溶性盐颗粒；3)挤压成型：将步骤1)得到的光敏树脂支架放入固定容器中，用步骤2)得到的可溶性盐颗粒填充于光敏树脂支架周围直至将其全部包埋覆盖，然后向固定容器中渗入水，使可溶性盐颗粒表面溶解，同时使用振动仪振动固定容器并将可溶性盐颗粒挤压密实，抽真空排出可溶性盐颗粒间的空气，随后将盛放有光敏树脂支架和可溶性盐颗粒的固定容器放入干燥箱进行干燥处理，使得表面溶解后的可溶性盐颗粒粘接在一起后形成可溶性盐块，去除固定容器，得到可溶性盐块和光敏树脂支架的第一复合体；4)烧结：将步骤3)得到的第一复合体放入高温炉中，并在第一复合体下垫陶瓷片作为承烧板，然后升温，以1～5℃/min的升温速率由室温升温至100℃，接着以0.5～5℃/min的升温速率由100℃升温至250～400℃，保温时间为30～240min；然后以1～5℃/min的升温速率升温至烧成温度700℃～800℃，烧成时间为180～300min，使得第一复合体中的光敏树脂支架充分燃烧气化；5)出炉：将步骤4)烧成后的产品随炉冷却至200℃以下取出，自然冷却至室温即得到高孔隙光敏树脂支架的盐模具；6)注模：将步骤5)得到的盐模具用生物硅胶包裹，再用金属夹具固定盐模具与生物硅胶，在金属夹具中加入高分子生物材料，加热器连接至金属夹具，将高分子生物材料加热至熔化状态，在金属夹具上端抽真空排出空气，下端由活塞挤压熔化后的高分子生物材料注入盐模具中，待高分子生物材料充满盐模具内的孔隙后，取出盐模具和高分子生物材料的第二复合体，冷却至室温；7)脱模：将步骤6)得到的第二复合体放入水中水洗，将可溶性盐模具完全溶解后，即得到和光敏树脂支架完全一致的高孔隙率生物支架。