針對多孔生物陶瓷骨支架力學強度差的問題, 結合生物可降解鎂合金良好的力學性能, 提出了一種制備雙管道鎂合金/生物陶瓷復合增強骨支架的方法。首先設計具有互不連通雙管道的支架結構, 然后利用光固化快速成型結合凝膠注模法制備具有雙管道的生物陶瓷支架, 再利用低壓鑄造法向雙管道生物陶瓷支架的次級管道中灌注熔化的AZ31鎂合金, 鎂合金固化后即得到鎂合金/生物陶瓷復合骨支架。支架壓縮實驗測得單管道生物陶瓷支架的壓縮強度為(9.76±0.64)MPa, 而鎂合金/生物陶瓷復合骨支架的壓縮強度為(17.25±0.88)MPa。鎂合金/生物陶瓷復合骨支架具有明顯的力學增強能力。
目的研究基于3-D打印技術制備雙管道聚乳酸(polylactic acid,PLA)/β-磷酸三鈣(β-tricalcium phosphate,β-TCP)生物陶瓷復合材料支架(簡稱雙管道復合支架)的方法,通過在陶瓷結構中灌注PLA提高支架強度,解決多孔生物陶瓷支架力學強度差的問題。 方法首先設計具有互不連通初、次級雙管道結構的支架,其中初級管道用于細胞附著、組織長入及營養物質代謝,次級管道灌注PLA來提高支架力學性能;然后采用3-D打印和凝膠注模法制造雙管道復合支架。并制備標準樣本,進行支架界面形貌、孔隙率、力學性能等檢測,并與單管道多孔β-TCP生物陶瓷支架(簡稱單管道支架)進行比較。 結果形貌觀察發現,雙管道復合支架次級管道內充滿PLA,且PLA滲入至β-TCP生物陶瓷的微觀孔隙內,形成了明顯且致密的界面層。有限元分析結果顯示雙管道復合支架的壓縮強度小于單管道支架,但力學壓縮實驗示其最大壓縮強度(21.25±1.15)MPa顯著高于單管道支架(9.76±0.64)MPa。 結論基于3-D打印技術制造的雙管道復合支架具有可控的多孔結構,力學性能明顯增強,為實現骨支架多孔結構與支架承載強度的統一提供了新思路。