Ⅰ 新型碳基材料人工骨制備關鍵技術
新型碳基人工骨的核心技術,聚焦多孔結構、石墨烯增強及個體化定製,兼顧生物相容性與力學性能提升。
一、多孔型顆粒羥基磷灰石人工骨
採用振動拍擊或搖滾成型工藝,結合羥基磷灰石粉與可揮發粘結劑,形成貫通性孔隙的球形顆粒。潮濕氧氣氛燒結後,材料無刺激性且抗排異性能優異,適合非承重骨修復。
二、石墨烯/生物陶瓷復合技術
利用石墨烯作為納米增強相,顯著提高生物陶瓷的抗壓強度與韌性,並通過選擇性激光燒結技術實現秒級高溫處理,規避石墨烯結構損傷,擴展人工骨在承重部位的應用場景。
三、碳/碳復合材料表面修飾
採用偶聯接枝技術固定生物活性分子,提升骨整合效率;結合石墨化+離子輝光預處理增加表面活化點,酸化氧化工藝形成的羥基終端進一步優化材料表面生物響應。
四、碳纖維骨架仿形制備
通過碳纖維編織形成彈簧狀骨架,配合可插拔銷片設計增強結構穩定性。該工藝賦予人工骨高彈性形變能力,在模擬軟骨功能的同時實現力學性能精準調控。
五、個體化快速成型技術
基於三維模型轉化和數控加工中心,直接切割碳/碳復合材料毛坯,實現人工骨的解剖學匹配。該技術突破傳統模具限制,特別適用於復雜骨缺損形態修復。