TWI399225B - 生醫陶瓷骨骼支架之建模方法及成型方法 - Google Patents

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Description

生醫陶瓷骨骼支架之建模方法及成型方法
本發明係關於一種建構關於一生醫陶瓷骨骼支架(bio-ceramic bone scaffold)之一立體模型圖形(three-dimensional mould graph)之建模方法(modeling method)，以及根據該立體模型圖形將該生醫陶瓷骨骼支架之成型方法(forming method)。並且特別地，本發明係關於與真實的骨骼支架相同具有內部多連通孔結構(inter-connective porous structure)之生醫陶瓷骨骼支架其建模方法以及成型方法。
快速原型(Rapid Prototyping,RP)成型技術使用堆疊加工技術，能夠依照電腦輔助所建構的立體幾何圖形，自動製造出三維實體物件的技術。快速原型成型技術可克服工具機加工無法完成的幾何形狀死角，做到自動化實體自由形狀製造(Solid Freeform Fabrication,SFF)，而且成型的原型沒有形狀的限制。
快速原型成型設備所使用的成型工具分為兩大系統：雷射系統以及噴嘴系統。一般利用噴嘴系統的快速原型成型設備會有加工速度慢、材料容易阻塞，等缺點。舉例說明，屬於噴嘴系統之熔解沉積法(Fused Deposition Modeling,FDM)裝置能將長條狀的原料加熱成半熔化的狀態，再經由噴嘴擠出材料堆疊成型，其製程所需的時間較長、效率差。同樣屬於噴嘴系統之多噴嘴模型堆疊(Multi-Jet Modeling,MJM)裝置利用多噴嘴把黏結劑(binder)噴覆於粉末狀的材料上，黏結劑能夠把顆粒狀粉末黏結起來，但是黏結劑容易阻塞。由於雷射光能量可調整的範圍較大，一般而言，只要是粉末狀的原料，快速原型成型設備都可以利用雷射光將其加以燒結或熔結成型。
到目前為止，使用生醫材料與雷射光為加熱工具來製作生醫組織工程支架的疊層加工技術可分為三大類：(1)立體微影成像法(Stereolithography Apparatus,SLA)：將生醫材料與紫外光感光樹酯(UV resin)混合，經由紫外光雷射(UV Laser)掃描固化後成型；(2)選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering,SLS)：使用雷射光為熱源對粉末狀態的生醫材料進行選擇性掃描，讓粉末顆粒之間產生燒結作用成型；以及(3)融熔沉積製造(Fused Deposition Molding,FDM)：利用噴嘴把生醫材料擠出依照特定路徑堆疊，可以製作出具有孔隙的結構。
在上述技術中，SLA採用紫外光感光樹酯做為黏結劑，在做燒結後處理去除感光樹酯時會產生有害人體的氣體。SLS使用雷射光對生醫材料進行燒結或直接熔結形成陶瓷工件，因此，材料所受的雷射能量密度較大，容易造成較大的收縮及變形。FDM雖然能夠製作出交錯型式的網狀結構，但是圓柱狀的組織結構其上下層之間的接觸面積很小，造成強度不佳。
真實的骨骼支架組織的最大特徵為外層為緻密的組織，內部則為多連通孔的組織結構。這種內部多連通孔結構很難用傳統的加工技術製作。相對地，快速原型技術適合製作這種多孔性的結構。然而，目前仍無文獻提出如何建構關於骨骼支架之內部多連通孔結構的立體模型圖形。
因此，本發明之一範疇在於提供一種用以構關於一生醫陶瓷骨骼支架之一立體模型圖形之建模方法。
此外，本發明之另一範疇在於提供一種根據該立體模型圖形將該生醫陶瓷骨骼支架之成型方法，並且以避免上述以往快速成型在製造上的問題。
根據本發明之一較佳具體實施例的建模方法，該建模方法係用以建構關於一生醫陶瓷骨骼支架之一立體模型圖形。特別地，與真實的骨骼支架相同，該生醫陶瓷骨骼支架具有內部多連通孔結構。該建模方法首先係輸入該生醫陶瓷骨骼支架之一立體尺寸。接著，該建模方法係根據該生醫陶瓷骨骼支架之該立體尺寸，建構一空間。接著，該建模方法係設計至少一具有內部連通孔結構的立體模型單位元素圖形。接著，該建模方法係於該空間內，複製該至少一立體模型單位元素圖形，並鏈結該等且相鄰的立體模型單位元素圖形。最後，該建模方法係重複複製該立體模型單位元素圖形並鏈結該等且相鄰的立體模型單位元素圖形之步驟，直至該等複製的立體模型單位元素圖形填滿該空間。填滿該空間之該等複製的立體模型單位元素圖形即構成關於該生醫陶瓷骨骼支架之該立體模型圖形。
根據本發明之一較佳具體實施例的成型方法，該成型方法係用以根據該立體模型圖形將該生醫陶瓷骨骼支架成型。該生醫陶瓷骨骼支架之一陶瓷生坯(ceramic green body)係由N層連續的陶瓷固態薄層(ceramic solid film)所構成，其中N為一自然數。該成型方法首先係輸入該立體模型圖形，並將該立體模型圖形剖切成N層二維截面圖案，該N層二維截面圖案依序對應該N層陶瓷固態薄層中之一層陶瓷固態薄層。接著，該成型方法係將一生物相容陶瓷粉末(bio-compatible ceramic powder)與一陶瓷溶膠(ceramic sol)依一比例均勻混合且攪拌成一漿料(slurry)。接著，該成型方法係塗佈第一層漿料於一工作台上。接著，該成型方法係根據對應該第一層陶瓷固態薄層之第一層二維截面圖案，以一雷射光束照射該第一層漿料之部分漿料，其中該第一層漿料被該雷射光束照射之部分漿料被加熱使該陶瓷溶膠產生一化學凝膠反應(chemical gelation reaction)進而形成該第一層陶瓷固態薄層。接著，該成型方法係塗佈第i 層漿料於第(i -1)層漿料上，i 係範圍從2至N中之一整數指標。接著，該成型方法係根據對應該第i 層陶瓷固態薄層之一二維截面圖案，以該雷射光束照射該第i 層漿料之部分漿料，其中該第i 層漿料被該雷射光束照射之部分漿料被加熱使該陶瓷溶膠產生該化學凝膠反應，進而形成該第i 層陶瓷固態薄層。接著，該成型方法係重複塗佈第i 層漿料之步驟以及以該雷射光束照射該第i 層漿料之步驟，直至完成該N層陶瓷固態薄層為止。接著，該成型方法係去除附著於該N層陶瓷固態薄層之殘留漿料，以獲得該陶瓷生坯。最後，該成型方法係烘乾該陶瓷生坯，並對進行該陶瓷生坯燒結即完成該生醫陶瓷骨骼支架。
與先前技術相較，根據本發明之建模方法可以自動、有效率地建構關於生醫陶瓷骨骼支架之立體模型圖形，並且建構具有不同的支架結構、孔洞形狀、尺寸大小、密度與孔隙度之立體模型圖形，以模擬真實的骨骼支架結構，以利細胞附著、成長。根據本發明之成型方法利於均勻鋪設出厚度較薄的漿料層，並且可避免於後續清洗過程中產生有害物質且使用較小能量即能引發的化學凝膠反應，減少對材料的熱衝擊。根據本發明之成型方法所製作的生醫陶瓷骨骼支架具有足夠的機械強度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱圖一，圖一係繪示根據本發明之一佳具體實施例之建模方法1的流程圖。根據本發明之建模方法1係用以建構關於一生醫陶瓷骨骼支架之一立體模型圖形。特別地，與真實的骨骼支架相同，該生醫陶瓷骨骼支架具有內部多連通孔結構。
如圖一所示，根據本發明之建模方法1首先係執行步驟S10，輸入該生醫陶瓷骨骼支架之一立體尺寸。
同樣示於圖一，接著，根據本發明之建模方法1係執行步驟S12，根據該生醫陶瓷骨骼支架之該立體尺寸，建構一空間。
同樣示於圖一，接著，根據本發明之建模方法1係執行步驟S14，設計至少一具有內部連通孔結構的立體模型單位元素圖形。
請參閱圖二A，具有內部連通孔結構的立體模型單位元素圖形的範例如圖二A中標示20a~20i之圖形。
同樣示於圖一，接著，根據本發明之建模方法1係執行步驟S16，於該空間內，複製該至少一立體模型單位元素圖形，並鏈結該等且相鄰的立體模型單位元素圖形。
同樣示於圖一，接著，根據本發明之建模方法1係執行步驟S18，判斷該等複製的立體模型單位元素圖形是否已填滿該空間。若步驟S18的判斷結果為否定者，根據本發明之建模方法1係重複執行步驟S16，於該空間內，複製該立體模型單位元素圖形，並鏈結該等且相鄰的立體模型單位元素圖形。
若步驟S18的判斷結果為肯定者，根據本發明之建模方法1係執行步驟S19，結束複製該立體模型單位元素圖形。藉此，填滿該空間之該等複製的立體模型單位元素圖形即構成關於該生醫陶瓷骨骼支架之該立體模型圖形。
請參閱圖二B，關於該生醫陶瓷骨骼支架之立體模型圖形之局部圖形的範例如圖二B中標示2a~2g之圖形。特別地，圖二B中之關於該生醫陶瓷骨骼支架之該立體模型圖形局部圖形(2a~2g)皆具有內部連通孔結構。
請參閱圖三以及圖四A至四C，圖三係繪示根據本發明之一較佳具體實施例之成型方法3的流程圖。根據本發明之成型方法3用以根據本發明之建模方法所建構之立體模型圖形將該生醫陶瓷骨骼支架成型。特別地，該生醫陶瓷骨骼支架之一陶瓷生坯係由N層連續的陶瓷固態薄層所構成，其中N為一自然數。圖四A至四C係繪示運用可實施本發明之成型設備4來成型該生醫陶瓷骨骼支架之陶瓷生坯的成型示意圖。
如圖三所示，根據本發明之成型方法3首先係執行步驟S30，輸入該立體模型圖形，並將該立體模型圖形剖切成N層二維截面圖案，其中該N層二維截面圖案依序對應該N層陶瓷固態薄層中之一層陶瓷固態薄層。
同樣示於圖三，接著，根據本發明之成型方法1係執行步驟S31，製備一生物相容陶瓷粉末以及一陶瓷溶膠。
於一具體實施例中，該生物相容陶瓷粉末可以是氫氧基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)、三鈣磷酸鹽、氫氧基磷灰石、甲殼素、磷灰石(Apatite)、金雲母(Fluoro-Phlogopite)、矽灰石(Wollastonite)、氧化鋁、K2 O、Na2 O、CaO、P2 O5 、SiO2 、MgO，等粉末，或上述材料的混合組合之粉末。生物相容陶瓷粉末的粒徑可視成型工件的尺寸而定，例如5μm至45μm。
於一具體實施例中，該陶瓷溶膠可以是氧化矽溶膠、氧化鈦溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠，等陶瓷溶膠，或上述陶瓷溶膠的混合組合。
接著，根據本發明之成型方法3係執行步驟S32，將該生物相容陶瓷粉末與該陶瓷溶膠依一比例均勻混合，且攪拌成一漿料。
於一具體實施例中，生物相容陶瓷粉末與該陶瓷溶膠之重量百分比為60wt%:40wt%~30wt%:70wt%。
於一具體實施例中，該漿料之成份為30~50wt%生物相容陶瓷粉末、10~15wt%溶劑、35~55wt%陶瓷溶膠以及2~5wt%懸浮劑。該溶劑為水。該懸浮劑為六偏磷酸鈉[(NaPO3 )6 ]、三聚磷酸鈉(Na5 P3 O10 )或微粒雲母。該漿料的黏稠性約為1200 cP至3000 cP。
接著，如圖三及圖四A所示，根據本發明之成型方法3係執行步驟S34，以一塗層裝置42塗佈第一層漿料於一工作台44上。該工作台44具有一平面，且被致動沿垂直該平面之一軸(即平行圖四A中Z軸之一軸)做升降。根據本發明，該塗層裝置42可以包含盛裝漿料SL的漏斗422以及可使漿料SL均勻分佈於該工作台44上的刮板424(或圓柱狀滾筒)。該漏斗422擠送適當的漿料SL'至該工作台44上。該刮板424將前述之漿料SL'塗佈成均勻的薄層漿料SL'。每一層漿料SL'的厚度可控制在約0.1mm。但本發明不以此為限，所需的塗層厚度可依照製品截面曲線的曲率以及漿料特性而定，亦即塗層厚度係可變者。例如，當製品截面曲線的曲率愈大時，塗層厚度則變小。並且本發明亦不以水平或等厚度塗佈漿料為限。
接著，如圖三及圖四B所示，根據本發明之成型方法3係執行步驟S36，根據對應該第一層陶瓷固態薄層SL"之第一層二維截面圖案，以一固態薄膜形成裝置46所發射之一雷射光束照射該第一層漿料SL'之部分漿料SL'，其中該第一層漿料SL'被該雷射光束照射之部分漿料SL'被加熱使該陶瓷溶膠產生一化學凝膠反應，進而形成該第一層陶瓷固態薄層SL"(圖四B中深色部分)。也就是說，陶瓷溶膠脫水而形成鏈狀分子結構(例如，Si-O-Si、Al-O-Al)，再進一步發展為網狀分子結構，當其成長觸及生物相容陶瓷粉末時，即將生物相容陶瓷粉末緊密包覆並黏結在一起。而相鄰層間亦以該陶瓷溶膠產生化學凝膠反應而黏結在一起。於化學凝膠反應完成後，即形成立體的陶瓷生坯。由於未使用有機黏結劑，因此在去除餘料和後續的燒結製程中不會產生有害氣體。由於使該陶瓷溶膠產生化學凝膠反應所需能量遠小於燒結陶瓷粉末所需能量，因此可大幅降低陶瓷工件收縮及變形的影響。
如圖四B所示，該固態薄膜形成裝置46包含一雷射光束產生裝置462、一導光機構464以及一聚焦鏡466。該雷射光束產生裝置462用以產生一雷射光束，例如，CO2 雷射、Nd:YAG雷射、He-Cd雷射、Ar雷射或UV雷射。於一具體實施例中，該雷射光束產生裝置462可以加裝溫度感測器，當溫度感測器偵測到用來冷卻該雷射光束產生裝置462之冷卻水溫度超過25℃時，該雷射光束產生裝置462即停止雷射光的激發。
與先前技術利用振鏡式掃描讓雷射光束聚焦在每一層漿料SL'方法不同，該導光機構464與該聚焦鏡466根據對應每一層陶瓷固態薄層SL"之截面圖案被致動平行如圖四B所示之X-Y平面移動。該導光機構464用以導引該雷射光束至該聚焦鏡466。該聚焦鏡466用以聚焦該雷射光束至每一層漿料SL'。於一具體實施例中，雷射光束的掃描速率為85mm/s、掃描間距為0.1mm，雷射功率為10W。於一具體實施例中，於該聚焦鏡466處可以加裝一噴氣管。噴氣管用以導入低壓空氣並經由其噴嘴快速噴出，能夠防止進行雷射光束掃描時陶瓷漿料濺散附著於聚焦鏡片上，影響雷射光束掃描的精確度。
同樣示於圖四B，根據本發明之導光機構464包含多個固定的反射鏡以及能被致動平行如圖四B所示之X-Y平面移動的反射鏡。例如，圖四B中標示464a及464b標號代表固定的反射鏡，標示464c標號代表能被致動沿平行圖四B所示之X軸之一軸移動的反射鏡，標示464d號代表能跟隨反射鏡464c被致動並能沿平行圖四B所示之Y軸之一軸移動的反射鏡。該聚焦鏡466則伴隨該反射鏡464d一起移動。
於一具體實施例中，根據本發明之固態薄膜形成裝置46其雷射光束掃描的工作範圍為450 mm×250 mm，最高速度為3000 mm/min以上，且其X-Y軸重複精度設計為±0.02 mm。明顯地，與利用振鏡式掃描讓雷射光束聚焦的先前技術不同根據本發明之固態薄膜形成裝置46，其設計即可改善先前技術其工作範圍小與雷射光束聚焦能量不足的缺點。
接著，如圖三及圖四C所示，根據本發明之成型方法3係執行步驟S38，致動該工作台44沿平行圖四C中Z軸之一軸下降一距離(一個薄層的厚度)，使得在後續塗佈完新的一層漿料後，不必重行調整該固態薄膜形成裝置46的聚焦基準。於步驟S38中，並且執行i =(i +1)的運算。此外需強調的是，於實際應用中，每一層陶瓷固態薄層不以相同厚度為必要。
接著，如圖三所示，根據本發明之成型方法3係執行步驟S40，以該塗層裝置42塗佈第i 層漿料於第(i -1)層漿料上，i 係範圍從2至N中之一整數指標。隨後，根據本發明之成型方法3係執行步驟S42，根據對應該第i 層陶瓷固態薄層SL"之第i 層二維截面圖案，以該固態薄膜形成裝置46所發射之雷射光束照射該第i 層漿料SL'之部分漿料SL'。同樣地，該第i 層漿料SL'被該雷射光束照射之部分漿料SL'被加熱使該陶瓷溶膠產生該化學凝膠反應，進而形成該第i 層陶瓷固態薄層SL"。實務上，經由CAM技術，可將電腦與將該成型設備4連線，依據該等二維截面圖案控制該固態薄膜形成裝置46對每一層漿料SL'加熱，並進一步達成自動化製造。
接著，根據本發明之成型方法3係執行步驟S44，判斷所有二維截面圖案是否已據以掃描加熱塗佈在該工作台44上或之上的漿料層SL'。若步驟S44的判斷結果為否定者，根據本發明之成型方法3係執行步驟S38，致動該工作台44下降一距離(一個薄層的厚度)，接續執行步驟S40及步驟S42。
若步驟S44的判斷結果為肯定者，根據本發明之成型方法3係執行步驟S46，以一去除裝置(未繪示於圖四A、圖四B及圖四C中)去除附著於該N層陶瓷固態薄層SL"之殘留漿料SL'，以獲得陶瓷生坯。
請參閱圖五，根據本發明之成型方法所製造的陶瓷生坯之局部生坯的範例如圖五中標示5a~5f者。特別地，圖五中之陶瓷生坯(5a~5c)皆具有內部連通孔結構。
於一具體實施例中，該去除裝置得以噴霧液體(例如，水)來去除附著於該N層陶瓷固態薄層SL"之殘留漿料SL'。
於實際應用中，因為使用陶瓷漿料本身做為支撐結構(support structure)，利用陶瓷漿料本身黏度所產生的懸浮力作為支撐成品凸懸(overhanging)部份的支撐力。因此，不需要額外建構支撐結構就能製作出具有凸懸結構或具有內部連通孔結構的生醫陶瓷骨骼支架之陶瓷生坯。
最後，根據本發明之成型方法3係執行步驟S46，烘乾該陶瓷生坯，並對進行該陶瓷生坯燒結，即完成該生醫陶瓷骨骼支架。根據本發明之生醫陶瓷骨骼支架為具有內部連通孔結構，其可以依照不同的3D模型圖，製作出具有特定孔隙形狀與尺寸大小的骨骼支架。一般適合細胞附著、成長之生醫組織的孔隙尺寸為600μm~100μm之間。實務上，根據本發明之成型方法所製造的多孔性生醫陶瓷骨骼支架可以製作出具有孔隙度範圍為200~800μm的孔隙，以利細胞附著、成長。
於一具體實施例中，該生物相容陶瓷粉末係三鈣磷酸鹽(例如，磷酸鈣)或P2 O5 ，於燒結製程中，該陶瓷生坯可以被加熱至1200℃以上，利用熔滲方式進行燒結。藉此，可以提升該生醫陶瓷骨骼支架的機械性質，其抗彎強度可由3MPa提升至16MPa以上，同時增加生物活性(bioactivity)。
綜上所述，本發明所建構關於生醫陶瓷骨骼支架之立體模型圖形，具有不同的支架結構、孔洞形狀、尺寸大小、密度與孔隙度，以模擬真實的骨骼支架結構，以利細胞附著、成長。本發明採用的材料狀態為漿料狀態，具有一定的流動性，兼具固態材料和液態材料的優點，可均勻混合陶瓷溶膠與生物相容陶瓷粉末，並利於均勻鋪設出厚度較薄的漿料層。並且，本發明所應用的材料黏結原理為凝膠原理，其可避免於後續清洗過程中產生有害物質且使用較小能量即能引發的化學凝膠反應，減少對材料的熱衝擊。本發明所採用的雷射掃描方式可改善先前技術其工作範圍小與雷射光束聚焦能量不足的缺點。根據本發明之成型方法所製作的生醫陶瓷骨骼支架具有足夠的機械強度。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
1．．．建模方法
S10~S19．．．方法步驟
2a~2g．．．立體模型圖形之局部圖形
20a~20i．．．立體模型單位元素圖形
3．．．成型方法
S30~S48．．．方法步驟
4．．．成型設備
42．．．塗層裝置
422．．．漏斗
424．．．刮板
44．．．工作台
46．．．固化薄層形成裝置
462．．．雷射光束產生裝置
464．．．導光機構
464a、464b、464c、464d．．．反射鏡
466．．．聚焦鏡
5a~5f．．．陶瓷生坯之局部生坯
SL．．．漿料
SL'．．．漿料層
SL"．．．陶瓷固態薄層
圖一係根據本發明之一較佳具體實施例之建模方法的流程圖。
圖二A係繪示具有內部連通孔結構的立體模型單位元素圖形的數種範例。
圖二B係繪示關於該生醫陶瓷骨骼支架之立體模型圖形之局部圖形的數種範例。
圖三係根據本發明之一較佳具體實施例之成型方法的流程圖。
圖四A係運用根據本發明之成型設備來成型陶瓷生坯其在塗佈漿料製程階段之示意圖。
圖四B係運用根據本發明之成型設備來成型陶瓷生坯其在雷射光束掃描加熱製程階段之示意圖。
圖四C係運用根據本發明之成型設備來成型陶瓷生坯其在堆疊多層陶瓷固態薄層後之示意圖。
圖五係根據本發明之成型方法所製造的陶瓷生坯之局部生坯的數個範例。
1．．．建模方法
S10~S19．．．方法步驟

Claims (10)

  1. 一種建模方法，該建模方法係用以建構關於一生醫陶瓷骨骼支架之一立體模型圖形，該生醫陶瓷骨骼支架具有內部多連通孔結構，該建模方法包含下列步驟：(a)輸入該生醫陶瓷骨骼支架之一立體尺寸；(b)根據該生醫陶瓷骨骼支架之該立體尺寸，建構一空間；(c)設計至少一具有內部連通孔結構的立體模型單位元素圖形；(d)於該空間內，複製該至少一立體模型單位元素圖形，並鏈結該等且相鄰的立體模型單位元素圖形；以及(e)重複步驟(d)，直至該等複製的立體模型單位元素圖形填滿該空間，其中填滿該空間之該等複製的立體模型單位元素圖形即構成關於該生醫陶瓷骨骼支架之該立體模型圖形。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之建模方法，其中該至少一立體模型單位元素圖形包含如圖二A所示之多個立體模型單位元素圖形中之其一。
  3. 一種成型方法，該成型方法係用以根據如申請專利範圍第1項所述之立體模型圖形將該生醫陶瓷骨骼支架成型，該生醫陶瓷骨骼支架之一陶瓷生坯係由N層連續的陶瓷固態薄層所構成，N為一自然數，該成型方法包含下列步驟：(a)輸入該立體模型圖形，並將該立體模型圖形剖切成N層截面圖案，該N層二維截面圖案依序對應該N層陶瓷固態薄層中之一層陶瓷固態薄層；(b)將一生物相容陶瓷粉末與一陶瓷溶膠依一比例均勻混合且攪拌成一漿料；(c)塗佈第一層漿料於一工作台上；(d)根據對應該第一層陶瓷固態薄層之第一層二維截面圖案，以一雷射光束照射該第一層漿料之部分漿料，其中該第一層漿料被該雷射光束照射之部分漿料被加熱使該陶瓷溶膠產生一化學凝膠反應進而形成該第一層陶瓷固態薄層；(e)塗佈第i 層漿料於第(i -1)層漿料上，i 係範圍從2至N中之一整數指標；(f)根據對應該第i 層陶瓷固態薄層之第i 層二維截面圖案，以該雷射光束照射該第i 層漿料之部分漿料，其中該第i 層漿料被該雷射光束照射之部分漿料被加熱使該陶瓷溶膠產生該化學凝膠反應進而形成該第i 層陶瓷固態薄層；(g)重複步驟(e)以及步驟(f)，直至完成該N層陶瓷固態薄層為止；(h)去除附著於該N層陶瓷固態薄層之殘留漿料，以獲得該陶瓷生坯；以及(i)烘乾該陶瓷生坯，並對進行該陶瓷生坯燒結即完成該生醫陶瓷骨骼支架。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之成型方法，其中該生物相容陶瓷粉末係選自由氫氧基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)、三鈣磷酸鹽、氫氧基磷灰石、甲殼素、磷灰石(Apatite)、金雲母(Fluoro-Phlogopite)、矽灰石(Wollastonite)、氧化鋁、K2 O、Na2 O、CaO、P2 O5 、SiO2 、MgO以及其混合組合之粉末所組成之群組中之一。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之成型方法，其中該生物相容陶瓷粉末係三鈣磷酸鹽或P2 O5 ，於步驟(i)中，該陶瓷生坯被加熱至1200℃以上利用熔滲方式進行燒結。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之成型方法，其中該陶瓷溶膠係選自由氧化矽溶膠、氧化鈦溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠以及其混合組合之溶膠所組成之群組中之一。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之成型方法，其中該生物相容陶瓷粉末與該陶瓷溶膠之重量百分比為60wt%:40wt%~30wt%:70wt%。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之成型方法，其中該漿料之成份為30~50wt%生物相容陶瓷粉末、10~15wt%溶劑、35~55wt%陶瓷溶膠以及2~5wt%懸浮劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之成型方法，其中該溶劑為水，該懸浮劑為六偏磷酸鈉[(NaPO3 )6 ]、三聚磷酸鈉(Na5 P3 O10 )或微粒雲母。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之成型方法，其中該生醫陶瓷骨骼支架具有孔隙度範圍為200~800μm的孔隙。
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