油墨直写打印纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料：制备及性能研究

发布时间：2021-08-16 19:35

　　油墨直写打印（Direct ink writing, DIW）是一种基于浆料挤出的增材制造技术,其操作简单,成本低,可用于生物支架的制备和成形。本试验通过在纳米羟基磷灰石/聚乳酸（HA/PLA）的复合材料中添加10%海藻酸钠（Alg）作交联剂以支撑成形件,并对复合材料及DIW成形件的物理、化学、生物学性能进行了评价。结果表明:DIW成形件的最佳后处理温度80℃,拉伸试样的伸长率为0.06%,拉伸强度为0.5MPa。复合材料在DIW打印成形和后处理过程后仍然具有PLA和HA材料的良好生物相容性和骨诱导性。在细胞毒性试验中,DIW成形件和压片成形件的细胞数量均呈现显著增长趋势,表现为无明显毒性。由此证明油墨直写打印成形此生物可降解材料是可行的,后续可进行优化提高DIW成形件的机械性能。 

【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

粉末的原始形貌

复合材料的粒径分布图

本试验所用设备为华中科技大学自主研发的DIW设备，其示意图如图3所示。目标零件采用ProE软件绘制，用ideamaker软件进行切片处理，得到目标零件的G代码，然后导入到与设备相连的电脑中。设备通过螺杆将具有一定黏度的浆料从料筒中挤出，然后层层堆积最终得到目标零件。溶剂是浆料的一个重要组成部分，其作用是溶解分散剂、黏接剂、各种助剂、塑化剂等成分，使它们能够均匀地分散在浆料中，保持浆料的稳定性，赋予浆料一定的流动性能[19]。本试验选择利用水作为溶剂，水不具有毒性，使用安全卫生，具有适宜的挥发速度。为了解决原料粉末在水中溶解度低的问题，加入海藻酸钠(Alg)作为助溶剂。Alg具有胶体的结构，可以溶解在水中，在浆料中它可以包覆粉体颗粒，增加粉末的溶解性，防止颗粒凝聚沉淀。Alg还可以改善PLA和HA粉末的界面性质，防止形成颗粒团聚现象。同时，还可以利用一定浓度的氯化钙(Ca Cl2)溶液对Alg进行固化，产生三维互连接的构架，挤出后赋予素胚一定的力学性能[20]。最终确定浆料为HA/PLA-Alg/CaCl2交联体系。其浆料的组成如表1所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3346263