一种3D打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法

一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法
技术领域
1.本发明属于口腔医学材料技术领域，特别涉及一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法。


背景技术：

2.临床上牙周病、根尖周病及外伤等因素常导致牙齿的丢失。牙槽骨的形状和体积由牙齿的存失、形状、生长方向和牙长轴决定，当牙齿丢失或拔除时，硬组织及软组织重塑的生理过程会导致牙槽嵴在高度和宽度上的减少，减少的程度与多种变量因素有关，包括牙槽窝大小、粘膜厚度、代谢因子和功能负荷。有研究分析表明，拔牙后6个月的水平骨丢失率为29％至63％，垂直骨丢失率为11％至22％。再吸收模式的特点是前3至6个月快速减少，随后逐渐减少。牙槽骨的吸收往往对后期的种植修复及美学造成不利的影响，如何有效地保存牙缺失后的牙槽骨的宽度及高度得到了现阶段种植及修复医生的高度重视。
3.目前临床上拔牙位点保存术常见的是拔除牙齿后，在拔牙窝内填入骨移植材料(大多为骨粉产品，商品化的有bio-oss系列)，材料多为异种骨脱敏后的骨粉，冻干粉剂、颗粒或块状。然而上述拔牙位点保存具有不足之处：1、操作困难，不易塑形，不能完全与拔牙窝区域形态相契合；2、空间保留性不足，现有的骨粉或骨胶原等强度不足，在受到咀嚼力、黏膜压力等外力作用下会导致骨粉变形或移位，影响拔牙位点的空间稳定性，材料易流失。
4.因此，针对现有技术不足，提供一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法以解决现有技术不足甚为必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法。该3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法得到的多孔支架能对拔牙窝产生支撑、防止塌陷，并诱导拔牙位点内新骨的形成。
6.本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
7.提供一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，通过如下步骤制备：
8.步骤(1)、通过异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl、聚酯二元醇pcl和甲基丙烯酸羟乙酯hema作为主要原料制备得到光固化聚氨酯pu；
9.步骤(2)、将步骤(1)得到的光固化聚氨酯pu、珍珠层粉、光引发剂混合，得到打印墨水；
10.步骤(3)、使用步骤(2)得到的打印墨水进行3d打印得到拔牙位点保存多孔支架。
11.优选的，上述光固化聚氨酯pu的结构式如下：
[0012][0013]
优选的，上述步骤(1)具体包括有：
[0014]
步骤(1.1)、异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl及溶剂混合，得到溶液a；
[0015]
步骤(1.2)、将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，得到反应液；
[0016]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，得到粗产物；
[0017]
步骤(1.4)、对粗产物进行纯化处理，得到光固化聚氨酯pu。
[0018]
优选的，上述步骤(1.4)具体为将粗产物加入石油醚得到沉析物，然后进行至少一次溶解-沉析操作，将最后一次溶解-沉析操作得到提纯后的沉析物干燥，最终得到光固化聚氨酯pu。
[0019]
优选的，上述溶解-沉析操作为将沉析物加入四氢呋喃溶解得到溶解液，然后再进将该溶解液加入石油醚沉析，得到提纯后的沉析物。
[0020]
优选的，上述步骤(1.4)具体有：
[0021]
步骤(1.4.1)、将粗产物加入石油醚得到沉析物；
[0022]
步骤(1.4.2)、进行两次溶解-沉析操作，得到湿品；
[0023]
步骤(1.4.3)、将步骤(1.4.2)的湿品真空干燥，得到光固化聚氨酯pu。
[0024]
优选的，上述步骤(2)具体是将步骤(1)得到的光固化聚氨酯pu与珍珠层粉、光引发剂混合，搅拌后离心，得到打印墨水。
[0025]
优选的，上述步骤(3)具体为在使用步骤(2)得到的打印墨水,设置打印丝间距为500μm进行打印，并在光线照射下固化交联，得到拔牙位点保存多孔支架。
[0026]
优选的，上述步骤(1.2)具体为将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为65℃～70℃下反应2h～4h，得到反应液。
[0027]
优选的，上述步骤(1.3)具体为将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为65℃～70℃下反应2h～4h，得到粗产物。
[0028]
在所述步骤(1)中以重量份计，
[0029]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：20份～35份；
[0030]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.2份～0.5份；
[0031]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0032]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：10份～30份；
[0033]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为70％～30％。
[0034]
在所述步骤(1)中以重量份计，
[0035]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：22.2份～33.3份；
[0036]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.365份～0.435份；
[0037]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0038]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：13.4份～26.8份；
[0039]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为60％～40％。
[0040]
在所述步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：3～8。
[0041]
优选的，上述溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：3～8：1～5。
[0042]
在所述步骤(2)中，光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.3％～0.5％。
[0043]
优选的，上述光引发剂为4-n,n-二甲基氨基苯甲酸乙酯lap。
[0044]
优选的，上述聚酯二元醇pcl的型号为聚酯二元醇2000。
[0045]
在所述步骤(1.1)中，所述溶剂为四氢呋喃。
[0046]
本发明的一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，通过如下步骤制备：步骤(1)、通过异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl、聚酯二元醇pcl和甲基丙烯酸羟乙酯hema作为主要原料制备得到光固化聚氨酯pu；步骤(2)、将步骤(1)得到的光固化聚氨酯pu、珍珠层粉、光引发剂混合，得到打印墨水；步骤(3)、使用步骤(2)得到的打印墨水进行3d打印得到拔牙位点保存多孔支架。该多孔支架完全与拔牙窝区域形态相契合，而且该多孔支架能对拔牙窝产生支撑、防止塌陷，并诱导拔牙位点内新骨的形成。
附图说明
[0047]
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
[0048]
图1为本发明的拔牙位点保存多孔支架合成路线图。
[0049]
图2为本发明的拔牙位点保存多孔支架的实物图。
[0050]
图3为本发明的光固化聚氨酯pu制备化学合成图。
[0051]
图4为光固化聚氨酯pu的红外光谱图。
[0052]
图5为光固化聚氨酯pu的核磁谱图。
[0053]
图6为打印墨水的流变学性能曲线。
[0054]
图7为打印墨水的亲水性能的图片。
[0055]
图8为打印墨水的亲水性能分析图。
[0056]
图9为多孔支架的压缩强度分析图。
[0057]
图10为多孔支架的压缩模量分析图。
[0058]
图11为多孔支架的扫描电镜图片。
[0059]
图12为多孔支架的细胞粘附图片。
[0060]
图13为动物实验的micro-ct三维重建图。
[0061]
图14为大鼠唇侧和舌侧吸收率分析图。
具体实施方式
[0062]
结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均可自常规生化试剂商店或药品经营企业购买得到。其中，聚酯二元醇pcl购买于sigma公司；异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl、甲基丙烯酸羟乙酯(hema)均购自于上海麦克林生化科技有限公司。
[0063]
实施例1
[0064]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，如图1至3所示，通过如下步骤制备：
[0065]
步骤(1)、通过异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl、聚酯二元醇pcl和甲基丙烯酸羟乙酯hema作为主要原料制备得到光固化聚氨酯pu，其中聚酯二元醇pcl的型号为聚酯二元醇2000；
[0066]
步骤(2)、将步骤(1)得到的光固化聚氨酯pu、珍珠层粉、光引发剂混合，得到打印墨水；其中光引发剂为4-n,n-二甲基氨基苯甲酸乙酯lap，其中在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为70％～30％，而光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.3％～0.5％。
[0067]
步骤(3)、使用步骤(2)得到的打印墨水进行3d打印得到拔牙位点保存多孔支架。
[0068]
光固化聚氨酯pu的结构式如下：
[0069][0070]
需要说明的是，本发明的珍珠层粉的功能在临床用的骨粉作用类似，而且珍珠层粉中的水溶性基质(wsm)能够促进骨再生，可以在拔牙窝部位引导新骨的生成。而且本发明得到的光固化聚氨酯pu为粘稠液体状，直接挤出打印过程中易塌陷变形，加入珍珠层粉能够改善打印墨水的粘稠度，增强塑形性。
[0071]
聚酯二元醇pcl为fda认证材料，其生物安全性良好，能够缓慢降解，使合成得到的光固化聚氨酯pu具有可降解性。
[0072]
甲基丙烯酸羟乙酯hema的作用是对聚氨酯的末端基团进行接枝改性，赋予聚氨酯光固化的性能，从而能在打印后的支架通过光交联固化，保持成型的稳定性。
[0073]
而异氟尔酮二异氰酸酯ipdi是合成聚氨酯常用的多异氰酸酯，二月桂酸二丁基锡dbtdl则作为催化剂使用。
[0074]
在所述步骤(1)中以重量份计，
[0075]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：20份～35份；
[0076]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.2份～0.5份；
[0077]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0078]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：10份～30份。
[0079]
其中，步骤(1)具体包括有：
[0080]
步骤(1.1)、异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl及溶剂混合，得到溶液a；其中本发明的溶剂为四氢呋喃，且四氢呋喃的体积比与异氟尔酮二异氰酸酯ipdi和二月桂酸二丁基锡dbtdl总重量比为5：1。
[0081]
步骤(1.2)、将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为65℃～70℃下反应2h～4h，得到反应液；
[0082]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为65℃～70℃下反应2h～4h，得到粗产物；
[0083]
步骤(1.4)、对粗产物进行纯化处理，得到光固化聚氨酯pu。
[0084]
本发明的步骤(1.4)具体为将粗产物加入石油醚得到沉析物，然后在转速为3500rpm/min下离心5分钟，然后进行至少一次溶解-沉析操作操作得到湿品，对湿品干燥最终得到光固化聚氨酯pu。其中，溶解-沉析操作为将沉析物加入四氢呋喃溶解得到溶解液，然后再进将该溶解液加入石油醚沉析，然后在转速为3500rpm/min下离心5分钟，得到提纯后的沉析物。
[0085]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：3～8。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：3～8：1～5。
[0086]
本发明将步骤(1.4)进一步细化，具体有：
[0087]
步骤(1.4.1)、将粗产物加入石油醚得到沉析物；
[0088]
步骤(1.4.2)、进行两次溶解-沉析操作，得到湿品；
[0089]
步骤(1.4.3)、将步骤(1.4.2)的湿品真空干燥，得到光固化聚氨酯pu。
[0090]
本发明的步骤(2)具体是将步骤(1)得到的光固化聚氨酯pu与珍珠层粉、光引发剂混合，搅拌后离心，得到打印墨水。
[0091]
本发明步骤(3)具体为在使用步骤(2)得到的打印墨水,设置打印丝间距为500μm进行打印，并在光线照射下固化交联，得到拔牙位点保存多孔支架。光照具体为使用波长为365nm的蓝光固化灯光照30s～2min，本发明中的3d打印针的针头直径为400μm，并使打印丝之间的间隙为500μm，从而得到支架的多孔结构，得到如图2所示的多孔支架。
[0092]
需要说明的是，本发明步骤(3)中的拔牙位点的数据是指对拔牙后进行图像采集，得到的图像数据，然后根据图像数据进行3d个性化打印，从而得到与拔牙位点完全匹配的多孔支架，对于拔牙后进行图像采集及处理并不是本发明的发明重点，而且图像采集、数据及3d个性化打印属于本领域公知常识，因此在此不再一一赘述。对于骨修复支架材料来说，本发明的多孔支架中多孔的孔隙有利于利于细胞向支架材料内部迁移，增加细胞和支架的结合力，促进与周围组织之间的相互作用。
[0093]
该3d打印拔牙位点保存多孔支架完全与拔牙窝区域形态相契合，而且该3d打印拔牙位点保存多孔支架能对拔牙窝产生支撑、防止塌陷，并诱导拔牙位点内新骨的形成。
[0094]
实施例2
[0095]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0096]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：22.2份～33.3份；
[0097]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.365份～0.435份；
[0098]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0099]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：13.4份～26.8份；
[0100]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为60％～40％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.4％～0.45％。
[0101]
其中，步骤(1)具体包括有：
[0102]
步骤(1.1)、异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl及溶剂混合，得到溶液a；其中本发明的溶剂为四氢呋喃，且四氢呋喃的体积比与异氟尔酮二异氰酸酯ipdi和二月桂酸二丁基锡dbtdl总重量比为5：1；
[0103]
步骤(1.2)、将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为67℃～68℃下反应3h，得到反应液；
[0104]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为67℃～68℃下反应3h，得到粗产物；
[0105]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：3～8。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：5～6：2～4。
[0106]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0107]
实施例3
[0108]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0109]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：28份；
[0110]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.38份；
[0111]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0112]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：20份；
[0113]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为40％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.3％。
[0114]
在步骤(1.2)中将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为68℃下反应3h，得到反应液；
[0115]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为68℃下反应3h，得到粗产物；
[0116]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：5。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：5：2。
[0117]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0118]
实施例4
[0119]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0120]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：28份；
[0121]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.38份；
[0122]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0123]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：20份；
[0124]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为50％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.3％。
[0125]
在步骤(1.2)中将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为68℃下反应3h，得到反应液；
[0126]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为68℃下反应3h，得到粗产物；
[0127]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：5。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：5：2。
[0128]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0129]
实施例5
[0130]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0131]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：28份；
[0132]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.38份；
[0133]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0134]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：20份；
[0135]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为60％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.3％。
[0136]
在步骤(1.2)中将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为68℃下反应3h，得到反应液；
[0137]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为68℃下反应3h，得到粗产物；
[0138]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：5。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：5：2。
[0139]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0140]
实施例6
[0141]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0142]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：20份；
[0143]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.2份；
[0144]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0145]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：30份；
[0146]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为70％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.39％。
[0147]
在步骤(1.2)中将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为65℃下反应4h，得到反应液；
[0148]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为65℃下反应2h，得到粗产物；
[0149]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：8。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：8：5。
[0150]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0151]
实施例7
[0152]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0153]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：35份；
[0154]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.5份；
[0155]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0156]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：10份；
[0157]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为30％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.43％。
[0158]
在步骤(1.2)中将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为70℃下反应2h，得到反应液；
[0159]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为70℃下反应4h，得到粗产物；
[0160]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：3。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：3：1。
[0161]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0162]
实施例8
[0163]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0164]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：22.2份；
[0165]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.435份；
[0166]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0167]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：13.4份；
[0168]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为70％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.48％。
[0169]
在步骤(1.2)中将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为68℃下反应3h，得到反应液；
[0170]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为65℃下反应4h，得到粗产物；
[0171]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：8。溶解-沉析操作中，沉析
物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：8：5。
[0172]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0173]
实施例9
[0174]
一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：在所述步骤(1)中以重量份计，
[0175]
异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：33.3份；
[0176]
二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.365份；
[0177]
聚酯二元醇pcl：100份；
[0178]
甲基丙烯酸羟乙酯hema：26.8份；
[0179]
在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为45％，且光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.41％。
[0180]
在步骤(1.2)中将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为67℃下反应2h，得到反应液；
[0181]
步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为67℃下反应2h，得到粗产物；
[0182]
在步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：4。溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：4：4。
[0183]
本实施例在实施例1范围中得到的多孔支架的支撑性能及新骨诱导性能相对较好。
[0184]
体外实验检测及分析
[0185]
1、光固化聚氨酯pu的红外谱图
[0186]
对实施例3至5中制备光固化聚氨酯pu时进行红外分析，得到图4。在步骤(1.2)后得到的曲线1，在步骤(1.3)加入甲基丙烯酸羟乙酯hema反应后得到的曲线2，
[0187]
在图4中的，曲线1为氰酸酯(nco)封端的pu预聚物，其在2260cm-1
处为nco基团的特征性吸收峰，3340cm-1
处为nco与羟基(oh)反应生成的氨基甲酸酯键(
–
nhco
–
)中的n-h峰，曲线1并没有无羟基存在，即获得异氰酸酯(nco)基团封端的聚酯型pu预聚物，即反应液。曲线2为c＝c双键封端的pu终产物，1638cm-1
处为c＝c双键的特征性吸收峰，曲线2并没有羟基基团存在，因此证明本发明能生成如结构式的光固化聚氨酯pu产物。
[0188]
2、光固化聚氨酯pu的核磁谱图
[0189]
对实施例3至5中制备得到的光固化聚氨酯pu进行核磁分析，得到图5。在图5中，在5.68ppm～6.08ppm处为封端hema的双键末端亚甲基的质子峰，4.21ppm处为聚酯多元醇上亚甲基的质子峰，7.11ppm～7.21ppm处为主链中ipdi的n-h的质子峰，因此证明本发明能生成如结构式的光固化聚氨酯pu产物。
[0190]
3、打印墨水的流变学性能
[0191]
对实施例3至5中制备得到的打印墨水进行流变学性能测试，具体是通过旋转流变仪haake mars40进行，测试条件为设置测试温度为35℃，剪切速率变化范围为0.0001s-1
～1000s-1
，得到图6。
[0192]
在图6中横坐标为剪切速度，纵坐标为粘度，反应了打印墨水的剪切变稀特性，具
备剪切稀化特质的材料才可应用于挤出式3d打印。图中数据反应了三组打印墨水都会随着剪切速度的增加而发生粘度降低，即剪切变稀，并且粘度随着珍珠层粉含量的增多而增大。因此本发明实施例3至5的三个比例的打印墨水均能够满足打印需求，粘度随着珍珠层粉含量的增加而增大。
[0193]
4、打印墨水的亲水性能
[0194]
对实施例3至5中制备得到的打印墨水进行亲水性能测试，具体是接触角测量仪(sl250)，座滴法测试材料表面的静态水接触角，使用去离子水，每滴2μl自样品正上方缓慢滴下，分别在与样品表面接触瞬间、20s和60s时拍摄数码照片并计算得出水静态接触角大小，得到图7和8。
[0195]
从图7和8的表面水接触角大小与珍珠层粉的质量百分比和时间密切相关，即随着珍珠层粉含量的增加及接触时间的延长而接触角逐渐降低，实施例3至5这三组打印墨水的瞬时水接触角均小于90
°
，表明材料的亲水性较好。
[0196]
5、多孔支架的力学性能
[0197]
对实施例3至5中制备得到的多孔支架进行力学性能测试，具体是万能试验机(utm4204)，第一步，制备力学打印时间模型：用solidworks软件设计规格为10
×
10
×
5mm的长方体模型，并将模型导入perfactor rp软件，对模型进行分层切片并保存。打开3d打印机及其控制软件visulmachines，选择400μm打印针头进行挤出，设置模型内部结构为常规0
°
/90
°
网格状，设置打印温度范围在28℃～35℃之间进行压缩试件的3d打印制备。第二步，测试：在室温干燥的情况下，用万能力学测试机，对其压缩强度进行测试；入口力为1n,压缩距离为5mm，压缩速度为1mm/s，每组至少3个平行对照，得到图9和10。
[0198]
从图9和10中可以看出实施例4的珍珠层粉为50％时，压缩强度和弹性模量均显著高于其他两组，具有良好的力学性能。
[0199]
6、多孔支架的体外矿化性能
[0200]
对实施例3至5中制备得到的多孔支架进行体外矿化性能测试，具体是通过模拟体液静态浸泡，方法具体如下：将打印规格为直径10mm，厚度为1mm的圆片试件浸泡在1.5倍的模拟体液(1.5
×
sbf)中，sbf与多孔支架重量的比例为200mg/ml，置于温度为37℃的恒温箱中，不更换sbf浸泡液，7天时取出支架，用去离子水和无水乙醇冲洗，然后在空气中自然干燥。随后利用扫描电镜(sem)观察并拍照记录，得到图11。
[0201]
通过图11可见，本发明的多孔支架均具有体外仿生矿化的性能，从而能够有利于成骨。
[0202]
7、多孔支架的表面的细胞粘附和增殖测试
[0203]
对实施例3至5中制备得到的多孔支架进行细胞粘附和增殖测试。具体包括消毒过程、细胞接种及培养过程，消毒过程具体是将不同比例制备的直径为10mm、厚度为1mm的圆片型多孔支架置于75％酒精浸泡30min，然后加入dpbs浸泡并清洗3次，每次浸泡5min，然后紫外消毒通风过夜。细胞接种及培养过程具体是将消毒后的支架放于聚四氟乙烯培养皿内，每个样品滴加100μl的细胞悬液，使细胞悬液尽可能均匀覆盖支架表面，移至孵箱培养4h后吸弃支架表面液体并将支架转移至无菌48孔培养板中，重新加入完全培养基。2h后采用live/dead染色观察细胞活死情况，得到图12。
[0204]
通过图12的活死染色结果表明mc3t3-e1细胞在三组多孔支架的表面均能够较好
的粘附和伸展，说明本发明的多孔支架无明显细胞毒性，生物相容性良好。
[0205]
综上测试结果，本发明实施例3至5的三个比例的打印墨水均能够满足打印需求，粘度随着珍珠层粉含量的增加而增大，综合评估其他的性能测试结果，如力学性能检测和细胞在支架表面的粘附及增殖实验结果，得出当珍珠层粉的质量百分比为50％时整体性能最佳。
[0206]
动物实验检测及分析
[0207]
使用实施例4制备的多孔支架进行大鼠动物实验，具体是选用30只雄性sd大鼠(n＝5)，平均体重160～200g，其中大鼠由南方医科大学动物实验中心提供，饲养条件为室温维持在21～25℃，充足供给水和饲料。术前观察实验动物3～7天，sd大鼠的各项指标无异常。手术器械、耗材等均高温高压消毒灭菌。在麻醉条件下，用高速手机每隔2天在大鼠齐牙龈处磨除一次下颌右切牙，第7天，使用速眠新深度麻醉大鼠(0.8ml/kg，腹腔注射)，用探针轻划分离牙龈，微创拔牙铤小心挺松右下中切牙后取出，然后将了实施例4得到的个性化多孔支架放入拔牙位点，空白组的其他条件相同，不同之处中没有放入个性化多孔支架。
[0208]
在6周后处死大鼠，进行生理盐水和4％多聚甲醛的灌流固定，并进行标本取材。将下颌骨浸泡于10％的中性福尔马林中固定至少72小时，然后进行显微ct扫描检查及micro-ct三维重建，具体是利用高分辨率micro-ct仪器在70kv、100a下进行切片厚度为20μm的横向扫描，得到图13。
[0209]
从图13可见，未经处理的空白组颊舌侧的高度和宽度都发生明显的吸收，由颊侧牙槽嵴顶开始向内向下凹陷；在图中显示，尽管支架组颊侧也出现一定程度的吸收，但由于支架材料的支撑作用，使得拔牙窝在整体轮廓上变化不大，基本维持了原来位点的外形。
[0210]
同时应用radiant dicom viewer(version 2021.2,波兰)软件对micro-ct的扫描结果进一步分析，为评估拔牙后6周的牙槽骨吸收情况，在未拔牙侧和拔牙侧分别测量颊、舌牙槽骨板最高点与最低点之间的距离。牙槽骨的吸收率按以下公式计算：[1-(h1/h2)]/100，其中“h1”代表拔牙侧的牙槽骨高度，“h2”代表未拔牙侧的牙槽骨高度，得到图14。
[0211]
在图14a和图14c表示了垂直高度吸收率，空白组为7.45
±
1.33％(唇侧，3w)、14.45
±
2.78％(唇侧，6w)、14.14
±
2.53％(舌侧，3w)、14.41
±
2.09％(舌侧，6w)；支架组为7.11
±
1.59％(唇侧，3w)、11.79
±
1.03％(唇侧，6w)、6.23
±
3.50％(舌侧，3w)、12.78
±
1.87％(舌侧，6w)。
[0212]
在图14b和图14d表示了水平宽度的吸收率，空白组为21.63
±
2.00％(唇侧，3w)、37.54
±
3.07％(唇侧，6w)、25.52
±
0.79％(舌侧，3w)、35.37
±
4.70％(舌侧，6w)；支架组为13.02
±
2.81％(唇侧，3w)、18.18
±
3.03％(唇侧，6w)、24.38
±
5.40％(舌侧，3w)、28.84
±
3.06％(舌侧，6w)。
[0213]
从图14可知，本发明的多孔支架的拔牙窝牙槽骨高度和宽度的吸收率低于空白组，说明以光固化聚氨酯pu/珍珠层粉作为主要原料的打印墨水，打印制备拔牙位点保存多孔支架作为位点保存支架能够有效缓解拔牙后的牙槽骨吸收。
[0214]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，其特征在于，通过如下步骤制备：步骤(1)、通过异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl、聚酯二元醇pcl和甲基丙烯酸羟乙酯hema作为主要原料制备得到光固化聚氨酯pu；步骤(2)、将步骤(1)得到的光固化聚氨酯pu、珍珠层粉、光引发剂混合，得到打印墨水；步骤(3)、使用步骤(2)得到的打印墨水进行3d打印得到拔牙位点保存多孔支架。2.根据权利要求1的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于，所述光固化聚氨酯pu的结构式如下：3.根据权利要求1的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于，所述步骤(1)具体包括有：步骤(1.1)、异氟尔酮二异氰酸酯ipdi、二月桂酸二丁基锡dbtdl及溶剂混合，得到溶液a；步骤(1.2)、将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，得到反应液；步骤(1.3)中将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，得到粗产物；步骤(1.4)、对粗产物进行纯化处理，得到光固化聚氨酯pu。4.根据权利要求3的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于：所述步骤(1.4)具体为将粗产物加入石油醚得到沉析物，然后进行至少一次溶解-沉析操作，将最后一次溶解-沉析操作得到提纯后的沉析物干燥，最终得到光固化聚氨酯pu；所述溶解-沉析操作为将沉析物加入四氢呋喃溶解得到溶解液，然后再进将该溶解液加入石油醚沉析，得到提纯后的沉析物。5.根据权利要求4的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于，所述步骤(1.4)具体有：步骤(1.4.1)、将粗产物加入石油醚得到沉析物；步骤(1.4.2)、进行两次溶解-沉析操作，得到湿品；步骤(1.4.3)、将步骤(1.4.2)的湿品真空干燥，得到光固化聚氨酯pu。6.根据权利要求3的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于：所述步骤(2)具体是将步骤(1)得到的光固化聚氨酯pu与珍珠层粉、光引发剂混合，搅拌后离心，得到打印墨水；所述步骤(3)具体为在使用步骤(2)得到的打印墨水,设置打印丝间距为500μm进行打印，并在光线照射下固化交联，得到拔牙位点保存多孔支架。7.根据权利要求3的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于：所述步骤(1.2)具体为将聚酯二元醇pcl加入溶液a中，在温度为65℃～70℃下反应2h～4h，得到反应
液；所述步骤(1.3)具体为将甲基丙烯酸羟乙酯hema加入反应液，在温度为65℃～70℃下反应2h～4h，得到粗产物。8.根据权利要求3的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于：在所述步骤(1)中以重量份计，异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：20份～35份；二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.2份～0.5份；聚酯二元醇pcl：100份；甲基丙烯酸羟乙酯hema：10份～30份；在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为70％～30％。9.根据权利要求8的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于：在所述步骤(1)中以重量份计，异氟尔酮二异氰酸酯ipdi：22.2份～33.3份；二月桂酸二丁基锡dbtdl：0.365份～0.435份；聚酯二元醇pcl：100份；甲基丙烯酸羟乙酯hema：13.4份～26.8份；在所述步骤(2)中，在光固化聚氨酯pu和珍珠层粉中，珍珠层粉的质量百分比为60％～40％。10.根据权利要求3的3d打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法,其特征在于：在所述步骤(1.4.1)中，粗产物与石油醚的重量体积比为1：3～8；所述溶解-沉析操作中，沉析物与石油醚、四氢呋喃的重量体积比为1：3～8：1～5；在所述步骤(2)中，光引发剂的质量百分比为光固化聚氨酯pu和珍珠层粉总和的0.3％～0.5％；所述光引发剂为4-n,n-二甲基氨基苯甲酸乙酯lap；所述聚酯二元醇pcl的型号为聚酯二元醇2000；在所述步骤(1.1)中，所述溶剂为四氢呋喃。

技术总结
一种3D打印拔牙位点保存多孔支架的制备方法，通过如下步骤制备：步骤(1)、通过异氟尔酮二异氰酸酯IPDI、二月桂酸二丁基锡DBTDL、聚酯二元醇PCL和甲基丙烯酸羟乙酯HEMA作为主要原料制备得到光固化聚氨酯PU；步骤(2)、将步骤(1)得到的光固化聚氨酯PU、珍珠层粉、光引发剂混合，得到打印墨水；步骤(3)、使用步骤(2)得到的打印墨水进行3D打印得到拔牙位点保存多孔支架。该3D打印拔牙位点保存多孔支架完全与拔牙窝区域形态相契合，而且该3D打印拔牙位点保存多孔支架能对拔牙窝产生支撑、防止塌陷，并诱导拔牙位点内新骨的形成。诱导拔牙位点内新骨的形成。诱导拔牙位点内新骨的形成。


技术研发人员：黄文华 宫海环 陈琦玮 王艺霖
受保护的技术使用者：南方医科大学
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/21