CN110368530B - 一种抗感染骨修复支架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种抗感染骨修复支架及其制备方法,该支架以可降解聚合物为基体,镁、银络合离子‑蒙脱石为增强相,按质量百分比包括银络合离子‑蒙脱石5%~15%、镁10~30%和可降解聚合物55~85%。其制备步骤如下:1)蒙脱石胶体、银氨溶液制备;2)银络合离子‑蒙脱石复合抗菌粉末的制备;3)3D打印抗感染骨修复支架。该支架内外结构可定制化设计,有机溶剂零添加,多成分的界面结合良好,可满足松质骨力学强度要求,促成骨功能离子的自响应缓释,诱导支架表面羟基磷灰石的沉积,具有抗菌银离子的环境响应、可控释放实现支架抗细菌感染功能,满足临床骨修复材料的抗菌要求,拓宽其在骨缺损康复治疗领域的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗感染骨修复支架及其制备方法,属于材料制备技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展、健康意识的增强,同时社会人口老年化程度的增加,骨质疏松性骨折、创伤、感染、肿瘤、骨髓炎手术清创、各种先天性疾病导致骨缺损疾病发生率愈来愈高,人们对生物医用材料及医疗器械的服役特性要求也日渐严苛,世界各国均致力于探索集安全性、功能治愈性及人体工程学特性于一体的新型骨修复医用材料和技术。骨移植支架为骨缺损部位的修复和再生提供了新思路,刺激新骨形成以替换和再生由于慢性骨髓炎、骨结核等疾病感染而导致的骨缺损。
鉴于骨修复需经历炎症期、修复期、重构期三个阶段,特别是骨修复支架植入体内后,为游离细菌提供粘附位点,支架表面易形成耐药性生物膜;另一方面,骨缺损后2-3周,破骨细胞溶骨、成骨细胞促进类骨质形成期间生命机体易发生免疫炎症反应,是目前骨科治疗和运动医学中最具挑战性的问题之一。普遍而言,作为医疗器械植入人体的非生命材料都会引起机体自身的炎症反应,导致在感染性骨缺损修复治疗过程中,细菌在植入材料表面粘附、增殖成膜,造成骨修复治疗效果甚微。因此,有效的植入抗细菌感染支架是实现感染性骨缺损部位的康复治疗的不二之选。目前,自体骨细胞移植、钛合金、不锈钢支架移植等方法,已被用于治疗骨缺损患者,但是这些方法的治疗效果都不尽如人意,不能规避炎症反应发作的不良疗效。在支架的选材方面,许多天然和合成的生物材料,如胶原蛋白、不锈钢、钛合金、磷酸三钙和硅酸盐生物活性玻璃,已被用于制造骨缺损再生支架,但是这些支架不具备促成骨、抗感染双重功能导向的治疗效果,而且在力学支撑强度上不能满足要求。因此,亟需开发骨修复过程中可治疗疾病感染引起的促炎-抗炎自稳失衡症状,且具有骨诱导整合能力的骨科植入支架材料,以及可在服役过程中自响应释放功能离子的骨修复支架的制备工艺。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供一种抗感染骨修复支架及其制备方法,该支架内外结构可定制化设计,有机溶剂零添加,多成分的界面结合良好,可满足松质骨力学强度要求(0.2~80Mpa),实现了抗菌功能型骨修复支架的材料成分设计,以及服役过程中促成骨功能离子自响应释放、磷灰石的沉积矿化,并且解决了骨修复过程中常见的感染引起的促炎-抗炎自稳失衡的难题。
技术方案:为实现上述目的,本发明提供了一种抗感染骨修复支架,该抗感染骨修复支架以可降解聚合物为基体,镁和银络合离子-蒙脱石为增强相,按照质量百分比包括:
银络合离子-蒙脱石 5~15%,
镁 10~30%,
可降解聚合物 55~85%。
其中:
所述的抗感染骨修复支架为通孔多孔支架,其孔隙率为70~85%,孔径为500~800μm。
所述的镁、银络合离子-蒙脱石均为颗粒状增强相,其中银络合离子-蒙脱石为粒径50~100μm的粉末,镁粉为镁≥99.8wt%的高纯镁粉,呈规则球状,粒径小于40μm。
所述的可降解聚合物为粉末状,粉末颗粒尺寸在100μm以下,具体为医用级右旋聚乳酸PDLA、聚己内酯PCL、左旋聚乳酸PLLA或外消旋聚乳酸PDLLA四种聚合物中的一种,或上述四种聚合物中任意多种聚合物的共聚物。
本发明还提供了抗感染骨修复支架的制备方法,包括以下步骤:
1)蒙脱石胶体、银氨溶液制备:将蒙脱石粉末溶入去离子水中,蒙脱石水化成胶体得到蒙脱石凝胶;在搅拌的状态下,用滴管向硝酸银(AgNO3)溶液中缓慢滴加氨水(NH3·H2O),溶液先由透明变浑浊,继续滴加氨水直至溶液刚好澄清,得到的透明的银氨溶液;
2)银络合离子-蒙脱石复合抗菌剂的制备:将步骤1)配制的银氨溶液倒入蒙脱石凝胶中并用玻璃棒搅拌均匀,之后置于微波炉中辐照5min~10min,将产物取出并用去离子水漂洗,之后经烘干、研磨后得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末;
3)3D打印抗感染骨修复支架:按比例将银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末、镁粉、可降解聚合物粉末混合搅拌直至混合均匀,得到3D打印原材料颗粒,利用3D打印机,采用三维软件设计绘制模型并切片,将3D打印原材料颗粒熔融后层层堆积,得到具有抗细菌感染功能的骨修复支架。
其中:
步骤1)所述的将蒙脱石粉末溶入去离子水中,蒙脱石粉末为颗粒尺寸小于50μm的钠基蒙脱石,去离子水的温度为50~80℃,步骤1)所述的蒙脱石胶体的浓度为0.5~1.5g/L。
步骤2)所述的硝酸银溶液浓度为10~20g/L,氨水浓度为10~20g/L。
步骤2)所述的置于微波炉中辐照5min~10min是指放入功率为800W~1000W的微波炉中辐照5min~10min,期间每隔30s~60s取出用玻璃棒搅拌10~20s;步骤2)所述的经烘干、研磨后得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末中,烘干是指在温度≤60℃烘箱内烘干。
步骤2)所述银络合离子-蒙脱石粉末尺寸为50~100μm。
步骤3)所述的镁粉为镁≥99.8wt%的高纯镁粉,呈规则球状,粒径小于40μm。
步骤3)所述的3D打印机的打印参数设置为:挤出压力为60~80kPa,喷嘴移动速度为1.5~3mm/s,加热温度为110~140℃,热床温度为25~30℃。
步骤3)所述的将3D打印原材料颗粒熔融后层层堆积的方式为按照0°、90°的正交铺排方式层层堆积。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优势:
1、支架良好的生物安全性:以可降解聚合物为粘接剂,基于3D打印加热、个性化制备可同步进行的特点,实现其熔融流动,发挥粘接作用,因此原材料颗粒在制备过程中有机溶剂零添加,不仅节约材料,降低成本,而且生物安全性得到保障。
2、支架中多成分的界面结合优良:一方面,银离子、聚合物链段可嵌入蒙脱石层间,通过分子间强相互作用力连接;另一方面,蒙脱石中含有的-Si-O-Si-结构可与镁发生共价连接,保证复合支架中多成分的界面结合良好,消除界面缺陷导致的力学强度下降。
3、支架优良的力学性能可调控性:原材料中金属镁的力学性能优于聚合物,且接近人骨,作为增强相,可通过设计镁粉含量调控支架力学强度;除此以外,通过设计支架孔结构(孔径、孔隙率)也可实现力学性能的调控。
4、支架具有稳定、持久、广谱抗菌功能:银离子以络合物形式存在,蒙脱石层间的银络合离子结合力较强,且在光照、热作用下不易发生变色,抗菌稳定性和持久性好;银离子具有广谱抗菌性(细菌、真菌和病毒),并且不会诱导细菌产生耐药性。
5、支架服役期间功能离子释放的可控性:3D打印原材料制备时,可以调整银络合离子-蒙脱石粉末的添加量,以及镁的占比,控制功能离子在服役期间的释放速率,发挥Ag+和Mg2+的功能作用;既不存在银离子沉积在表面而导致的离子释放过快问题,也不会发生离子难以释放的问题;蒙脱石内部水分子少量首先吸附在Na+上,多数水分子主要吸附在表面,加速可降解聚合物水解,便于Ag+释放。
6、支架服役期间功能离子的自响应释放:随着支架的服役逐渐水解,蒙脱石水化,片层间布满Ag+、Mg2+,基于高价阳离子优先被吸附的原则发生阳离子交换,植入的支架材料内部不断释放Mg2+、Ag+,同时支架表面持续吸附Ca2+,并沉积PO4 3-,即服役过程中功能离子的自动释放以达到促成骨、抗感染作用,并且发生羟基磷灰石的沉积矿化,实现骨缺损部位的康复治疗。
7、支架具有环境响应抗菌功能:一方面,支架服役过程中镁离子释放引起内环境pH升高,银离子在蒙脱石的层间吸附量降低,释放进入内环境,发挥抗细菌感染功能,避免发生骨修复初期炎症反应的自稳失衡现象;另一方面,机体发生细菌感染时,巨噬细胞能降解高分子链段,促进包裹于内部的银离子释放,作用于机体炎症部位,发挥抗细菌感染功能。
附图说明
图1为蒙脱石晶体化学结构简略示意图;
图2为实施例1~4制备的抗感染骨修复支架的压缩性能示意图;
图3为实施例1~4制备的抗感染骨修复支架浸泡在磷酸缓冲溶液过程中,Ag+、Mg2+离子释放累积浓度曲线,其中(a)为Ag+离子释放累积浓度曲线,(b)为Mg2+离子释放累积浓度曲线。
具体实施方式
鉴于现有骨缺损治疗方法存在的不足,材料设计以及制备方法存在的缺陷,本发明设计基于复合材料设计原理,以镁、银和可降解聚合物复合材料制备骨修复支架,在满足力学强度的基础上,实现促成骨、抗细菌感染双向功能疗效。生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生的具有特殊功能的合成高分子材料,其中可降解聚合物在体内可完全降解吸收、粘弹性佳、韧性好、熔点低、可加工性好,是生物医用材料的重要组成之一。镁是人体必需的常量元素,生物相容性好、可降解,具有促进骨缺损部位血管、蛋白形成等功能作用,被誉为“革命性的金属生物材料”。银离子具有广谱抗菌性(细菌、真菌和病毒),并且不会诱导细菌产生耐药性,可治疗骨修复过程中临床常见的感染引起的促炎-抗炎自稳失衡。
本发明综合各组元的优点设计含镁、银的聚合物复合材料,以3D打印方式制备促成骨、抗细菌感染双重功能的骨修复支架,支架服役过程中自响应释放功能离子,并且发生磷灰石(骨的主要成分)的沉积矿化,满足骨缺损部位抗细菌感染、骨诱导的安全性及功能性要求,具有重要的理论意义和应用价值。具体为制备蒙脱石胶体、银氨溶液后,通过微波辐照法制备银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末,再利用双行星混合机将银络合离子-蒙脱石粉末、镁粉、可降解聚合物粉末搅拌均匀,作为3D打印原材料,制备含银络合离子的抗感染骨修复支架。
为了对本发明技术进行进一步的理解,现根据实施例进行说明,检测不同成分的抗感染骨修复支架的力学性能和离子释放特性。
实施例1
一种抗感染骨修复支架,该生物活性骨修复支架以可降解聚合物为基体,镁和银络合离子-蒙脱石为增强相,按照质量百分比包括:
银络合离子-蒙脱石 5%,
镁 10%,
可降解聚合物右旋聚乳酸PDLA 85%。
其中:
所述的抗感染骨修复支架为通孔多孔支架,其孔隙率为85%,孔径为800μm。
所述的镁、银络合离子-蒙脱石均为颗粒状增强相,其中银络合离子-蒙脱石为尺寸50~100μm的粉末,镁粉为镁≥99.8wt%的高纯镁粉,呈规则球状,粒径小于40μm。
所述的可降解聚合物为粉末状,粉末颗粒尺寸在100μm以下。
其制备步骤如下:
S1、蒙脱石胶体、银氨溶液制备:称量0.5g蒙脱石粉末,加到温度为50℃的1L去离子水中,搅拌使粉末呈现分散状态,加热至煮沸状态1min,得到固含量0.5g/L蒙脱石胶体;在搅拌的状态下,用滴管向10g/L的1L硝酸银(AgNO3)溶液中滴加10g/L氨水(NH3·H2O),溶液先由透明变浑浊,继续滴加氨水直至溶液刚好澄清,得到的透明的银氨溶液;
S2、银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末的制备:将步骤S1配制的银氨溶液倒入蒙脱石凝胶中并用玻璃棒搅拌,放入功率800W的微波炉中辐照10min,期间每隔60s取出用玻璃棒搅拌20s,产物经去离子水漂洗后在60℃烘箱内烘干,研磨,得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末;
S3、3D打印混合颗粒料制备:按照银络合离子-蒙脱石、镁、右旋聚乳酸质量百分比分别为5:10:85称量8.5g右旋聚乳酸粉末、1.0g镁粉、0.5g银络合离子-蒙脱石粉末,在双行星混合机中搅拌直至混合均匀,得到3D打印混合原材料颗粒;
S4、3D打印抗感染骨修复支架:利用3D打印机,采用三维软件设计绘制模型并切片,将步骤S3得到的3D打印原材料颗粒熔融后,按照0°、90°的正交铺排方式层层堆积,得到具有抗细菌感染功能的骨修复支架(P0.5Ag1Mg),并测试支架的压缩性能;其中打印参数设置为:挤出压力60kPa,喷嘴移动速度3mm/s,加热温度110℃,热床温度25℃。
将该骨修复支架在磷酸缓冲溶液中培养28天,分别在1、3、5、14、28天检测溶液中Ag+、Mg2+的释放量。
实施例2
一种抗感染骨修复支架,该生物活性骨修复支架以可降解聚合物为基体,镁和银络合离子-蒙脱石为增强相,按照质量百分比包括:
银络合离子-蒙脱石 10%,
镁 20%,
可降解聚合物聚己内酯PCL 70%。
其中:
所述的抗感染骨修复支架为通孔多孔支架,其孔隙率为80%,孔径为700μm。
所述的镁、银络合离子-蒙脱石均为颗粒状增强相,其中银络合离子-蒙脱石为尺寸50~100μm的粉末,镁粉为镁≥99.8wt%的高纯镁粉,呈规则球状,粒径小于40μm。
所述的可降解聚合物为粉末,粉末颗粒尺寸在100μm以下。
其制备步骤如下:
S1、蒙脱石胶体、银氨溶液制备:称量1.0g蒙脱石粉末,加到温度为60℃的1L去离子水中,搅拌使粉末呈现分散状态,加热至煮沸状态1min,得到固含量1.0g/L蒙脱石胶体;在搅拌的状态下,用滴管向12g/L的1L硝酸银(AgNO3)溶液中滴加12g/L氨水(NH3·H2O),溶液先由透明变浑浊,继续滴加氨水直至溶液刚好澄清,得到的透明的银氨溶液;
S2、银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末的制备:将步骤S1配制的银氨溶液倒入蒙脱石凝胶中并用玻璃棒搅拌,放入功率900W的微波炉中辐照8min,期间每隔45s取出用玻璃棒搅拌15s,产物经去离子水漂洗后在60℃烘箱内烘干,研磨,得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末;
S3、3D打印混合颗粒料制备:按照银络合离子-蒙脱石、镁、右旋聚乳酸质量百分比分别为10:20:70称量7.0g右旋聚乳酸粉末、2.0g镁粉、1.0g银络合离子-蒙脱石粉末,在双行星混合机中搅拌直至混合均匀,得到3D打印混合原材料颗粒;
S4、3D打印抗感染骨修复支架:利用3D打印机,采用三维软件设计绘制模型并切片,将步骤S3得到的3D打印原材料颗粒熔融后,按照0°、90°的正交铺排方式层层堆积,得到具有抗细菌感染功能的骨修复支架(P1Ag2Mg),并测试支架的压缩性能;其中打印参数设置为:挤出压力70kPa,喷嘴移动速度2mm/s,加热温度120℃,热床温度28℃。
将该骨修复支架在磷酸缓冲溶液中培养28天,分别在1、3、5、14、28天检测溶液中Ag+、Mg2+的释放量。
实施例3
一种抗感染骨修复支架,该生物活性骨修复支架以可降解聚合物为基体,镁和银络合离子-蒙脱石为增强相,按照质量百分比包括:
银络合离子-蒙脱石 12%,
镁 24%
可降解聚合物左旋聚乳酸PLLA 64%。
其中:
所述的抗感染骨修复支架为通孔多孔支架,其孔隙率为75%,孔径为600μm。
所述的镁、银络合离子-蒙脱石均为颗粒状增强相,其中银络合离子-蒙脱石为尺寸50~100μm的粉末,镁粉为镁≥99.8wt%的高纯镁粉,呈规则球状,粒径小于40μm。
所述的可降解聚合物为粉末状,粉末颗粒尺寸在100μm以下。
其制备步骤如下:
S1、蒙脱石胶体、银氨溶液制备:称量1.2g蒙脱石粉末,加到温度为70℃的1L去离子水中,搅拌使粉末呈现分散状态,加热至煮沸状态1min,得到固含量1.2g/L蒙脱石胶体;在搅拌的状态下,用滴管向15g/L的1L硝酸银(AgNO3)溶液中滴加15g/L氨水(NH3·H2O),溶液先由透明变浑浊,继续滴加氨水直至溶液刚好澄清,得到的透明的银氨溶液。
S2、银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末的制备:将步骤S1配制的银氨溶液倒入蒙脱石凝胶中并用玻璃棒搅拌,放入功率1000W的微波炉中辐照6min,期间每隔45s取出用玻璃棒搅拌15s,产物经去离子水漂洗后在60℃烘箱内烘干,研磨,得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末;
S3、3D打印混合颗粒料制备:按照银络合离子-蒙脱石、镁、右旋聚乳酸质量百分比分别为12:24:64称量6.4g右旋聚乳酸粉末、2.4g镁粉、1.2g银络合离子-蒙脱石粉末,在双行星混合机中搅拌直至混合均匀,得到3D打印混合原材料颗粒;
S4、3D打印抗感染骨修复支架:利用3D打印机,采用三维软件设计绘制模型并切片,将步骤S3得到的3D打印原材料颗粒熔融后,按照0°、90°的正交铺排方式层层堆积,得到具有抗细菌感染功能的骨修复支架(P1.2Ag2.4Mg),并测试支架的压缩性能;其中打印参数设置为:挤出压力75kPa,喷嘴移动速度2.5mm/s,加热温度130℃,热床温度28℃。
将该骨修复支架在磷酸缓冲溶液中培养28天,分别在1、3、5、14、28天检测溶液中Ag+、Mg2+的释放量。
实施例4
一种抗感染骨修复支架,该生物活性骨修复支架以可降解聚合物为基体,镁和银络合离子-蒙脱石为增强相,按照质量百分比包括:
银络合离子-蒙脱石 15%,
镁 30%,
可降解聚合物外消旋聚乳酸PDLLA 55%。
其中:
所述的抗感染骨修复支架为通孔多孔支架,其孔隙率为70%,孔径为500μm。
所述的镁、银络合离子-蒙脱石均为颗粒状增强相,其中银络合离子-蒙脱石为尺寸50~100μm的粉末,镁粉为镁≥99.8wt%的高纯镁粉,呈规则球状,粒径小于40μm。
所述的可降解聚合物为粉末状,粉末颗粒尺寸在100μm以下。
其制备步骤如下:
S1、蒙脱石胶体、银氨溶液制备:称量1.5g蒙脱石粉末,加到温度为70℃的1L去离子水中,搅拌使粉末呈现分散状态,加热至煮沸状态1min,得到固含量1.5g/L蒙脱石胶体;在搅拌的状态下,用滴管向20g/L的1L硝酸银(AgNO3)溶液中滴加20g/L氨水(NH3·H2O),溶液先由透明变浑浊,继续滴加氨水直至溶液刚好澄清,得到的透明的银氨溶液。
S2、银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末的制备:将步骤S1配制的银氨溶液倒入蒙脱石凝胶中并用玻璃棒搅拌,放入功率1000W的微波炉中辐照5min,期间每隔30s取出用玻璃棒搅拌10s,产物经去离子水漂洗后在60℃烘箱内烘干,研磨,得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末;
S3、3D打印混合颗粒料制备:按照银络合离子-蒙脱石、镁、右旋聚乳酸质量百分比分别为15:30:55称量5.5g右旋聚乳酸粉末、3.0g镁粉、1.5g银络合离子-蒙脱石粉末,在双行星混合机中搅拌直至混合均匀,得到3D打印混合原材料颗粒;
S4、3D打印抗感染骨修复支架:利用3D打印机,采用三维软件设计绘制模型并切片,将步骤S3得到的3D打印原材料颗粒熔融后,按照0°、90°的正交铺排方式层层堆积,得到具有抗细菌感染功能的骨修复支架(P1.5Ag3Mg),并测试支架的压缩性能;其中打印参数设置为:挤出压力80kPa,喷嘴移动速度3mm/s,加热温度140℃,热床温度30℃。
将该骨修复支架在磷酸缓冲溶液中培养28天,分别在1、3、5、14、28天检测溶液中Ag+、Mg2+的释放量。
图2是实施例1~4中制备得到的骨修复支架的压缩性能示意图,图3是实施例1~4中制备得到的骨修复支架的功能离子释放累计浓度变化曲线示意图。结果表明,添加Mg粉的复合支架力学支撑强度增加,而且随着含量的增加力学性能先升高后降低;支架浸泡培养过程中Ag+、Mg2+随机体内环境自响应释放,随着支架浸泡培养时间的延长持续增加,且累积含量在人体血安全浓度范围内(Mg:0.75~24mg/L;Ag:<0.05mg/L)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种抗感染骨修复支架,其特征在于:该抗感染骨修复支架以可降解聚合物为基体,镁和银络合离子-蒙脱石为增强相,按照质量百分比包括:
银络合离子-蒙脱石 5~15%,
镁 10~30%,
可降解聚合物 55~85%;
其中所述的抗感染骨修复支架为通孔多孔支架,其孔隙率为70~85%,孔径为500~800μm;
所述的镁、银络合离子-蒙脱石均为颗粒状增强相,其中银络合离子-蒙脱石为粒径50~100μm的粉末,镁粉为镁≥99.8wt%的高纯镁粉,呈规则球状,粒径小于40μm。
2.如权利要求1所述的一种抗感染骨修复支架,其特征在于:所述的可降解聚合物为粉末状,粉末颗粒尺寸在100μm以下,具体为医用级右旋聚乳酸PDLA、聚己内酯PCL、左旋聚乳酸PLLA或外消旋聚乳酸PDLLA四种聚合物中的一种,或上述四种聚合物中任意多种聚合物的共聚物。
3.一种如权利要求1所述的抗感染骨修复支架的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
1)蒙脱石胶体、银氨溶液制备:将蒙脱石粉末溶入去离子水中,蒙脱石水化成胶体得到蒙脱石凝胶;在搅拌的状态下,向硝酸银溶液中滴加氨水,溶液先由透明变浑浊,继续滴加氨水直至溶液刚好澄清,得到透明的银氨溶液;
2)银络合离子-蒙脱石复合抗菌剂的制备:将步骤1)配制的银氨溶液倒入蒙脱石凝胶中并搅拌均匀,之后置于微波炉中辐照5min~10min,将产物取出并用去离子水漂洗,之后经烘干、研磨后得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末;
3)3D打印抗感染骨修复支架:按比例将银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末、镁粉、可降解聚合物粉末混合搅拌直至混合均匀,得到3D打印原材料颗粒,利用3D打印机,采用三维软件设计绘制模型并切片,将3D打印原材料颗粒熔融后层层堆积,得到具有抗细菌感染功能的骨修复支架;
其中步骤1)所述的将蒙脱石粉末溶入去离子水中,蒙脱石粉末为颗粒尺寸小于50μm的钠基蒙脱石,去离子水的温度为50~80℃,步骤1)所述的蒙脱石胶体的浓度为0.5~1.5g/L;
步骤1)所述的硝酸银溶液浓度为10~20g/L,氨水浓度为10~20g/L;
步骤3)所述的将3D打印原材料颗粒熔融后层层堆积的方式为按照0°、90°的正交铺排方式层层堆积。
4.如权利要求3所述的一种抗感染骨修复支架的制备方法,其特征在于:步骤2)所述的置于微波炉中辐照5min~10min是指放入功率为800W~1000W的微波炉中辐照5min~10min,期间每隔30s~60s取出用玻璃棒搅拌10~20s;步骤2)所述的经烘干、研磨后得到银络合离子-蒙脱石复合抗菌粉末中,烘干是指在温度≤60℃烘箱内烘干。
5.如权利要求3所述的一种抗感染骨修复支架的制备方法,其特征在于:步骤3)所述的3D打印机的打印参数设置为:挤出压力为60~80kPa,喷嘴移动速度为1.5~3mm/s,加热温度为110~140℃,热床温度为25~30℃。
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