本发明涉及医学材料，尤其涉及一种智能压电硬质骨支架的制备方法及应用。
背景技术：
1、针对外伤、骨肿瘤等造成的骨缺失修复，一直是医疗技术领域迫切关注的重点。传统的医用骨支架主要由磷酸钙、羟基磷灰石等人体骨骼主要成分制备而成，尤其磷酸钙支架是一种应用较广的可降解硬质陶瓷骨支架。但是传统的磷酸钙支架主要由单一的磷酸钙组成，植入人体后，被动被人体吸收，无法发挥最大的治疗功效。因此，如何提高骨缺失治愈速率、优化治疗效果、缩短治疗时间一直是医疗技术领域迫切关注的重点。压电材料在不需要植入电源或连接外部电源的条件下，就可以实现电信号(电荷)的释放，电荷可以直接作用于生物微环境中的组织机构，通过电信号刺激或抑制组织生长愈合。
2、钛酸钡作为无铅压电陶瓷，具有良好的压电功能和生物相容性，将其与磷酸钙混合可以制备成压电硬质骨支架，并结合外部超声作用，可高效促进骨组织生长。但是，骨细胞生长往往需要骨支架结构具有良好的孔隙度、接近骨骼连通光滑的形态，而目前的钛酸钡-磷酸钙骨支架大多为简单的块状结构、简单的孔状结构，限制其高效促进骨组织的生长。因此，迫切需要提供一种可以制备具有复杂结构的智能压电硬质骨支架的材料及制备方法，并开展结构设计及生物应用。
技术实现思路
1、克服现有的无法制备具备复杂结构的压电硬质骨支架的问题，本发明提供了一种智能压电硬质骨支架材料，通过生物实验得到最优钛酸钡与磷酸钙的比例，提供一种可通过3d打印技术制备智能压电硬质骨支架的材料，并且制备的支架具备良好的生物相容性。
2、本发明所述的智能压电硬质骨支架材料的制备方法，包括以下步骤：
3、ss11：将钛酸钡与磷酸钙混合得到混合固体a；
4、ss12：向光敏树脂中添加2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(tpo)，混合得到树脂基体b；
5、ss13：将分散剂添加到树脂基体b中，然后将步骤s1制备的混合固体a添加到树脂基体b中，得到混合料c；
6、ss14:在混合料c中添加等质量的球磨珠，然后使用球磨机混合24h后，混合均匀得到浆料，即为智能压电硬质骨支架材料。
7、优选的，步骤ss11所述的钛酸钡与磷酸钙的质量比例为5～9：1～5；所述磷酸钙颗粒的直径为1～4μm；钛酸钡颗粒的直径为1～4μm；所述钛酸钡的压电常数为80pc/n至120pc/n。
8、优选的，步骤ss12所述的光敏树脂的粘度为200～300mpa·s，密度为1.08～1.1g/cm3；所述2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯的添加量为光敏树脂质量的1.5％-2.5％。
9、优选的，步骤ss13所述的分散剂的添加量为混合固体a的5％；所述的混合固体a和树脂基体b的比例为30～40vol％：60～70vol％。
10、更优选的，所述光敏树脂为1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)；所述分散剂为kos163分散剂。
11、本发明的另一目的是提供一种智能压电硬质骨支架，包括以下步骤：
12、ss21：采用三维建模技术，对模拟松质骨设计的多孔连通结构进行建模；
13、ss22：利用3d打印技术，将所述智能压电硬质骨支架材料进行打印，打印完成后用酒精清洗，得到3d打印支架；
14、ss23：对所述3d打印支架进行烧结，得到所述智能压电硬质骨支架。
15、优选的，步骤ss21所述建模的模型孔洞尺寸直径范围为100μm-800μm。
16、优选的，步骤ss22所述3d打印技术的参数设置为：紫外线光强为0.9～2mw/cm2，切片厚度为50μm，曝光时间为6s。具体实验中，参数随着原料比例的不同进行调整，目的仅是使材料成型。
17、优选的，步骤ss23所述烧结的具体步骤为：首先将温度以1℃/min升温到550～600℃，在550～600℃排胶2h；然后2℃/min升温到1250～1300℃，然后保温3h；最后自然降温至室温。
18、本发明的另一目的是提供一种智能压电硬质骨支架的应用，所述智能压电硬质骨支架用于生物成骨实验。
19、本发明提供了一种智能压电硬质骨支架的制备方法及应用，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过将钛酸钡与磷酸钙混合，并加入到2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯tpo、分散剂kos163、光敏树脂组成的溶液中，构成了适合光固化3d打印的浆料，利用其制备智能压电硬质骨支架具有接近人体真实骨形态的微观结构，内部连通平滑，适应于骨组织生长。且本发明采用的制备方法简单，同时还可针对各种复杂结构的进行光固化3d打印制备，同时本材料具备良好的生物成骨性能和接近真实松质骨强度的力学性能，可以更快速地促进骨组织生长。与传统的磷酸钙支架相比，由压电材料与磷酸钙组成的智能压电硬质骨支架明显可以促进组织康复的速度，而且结合先进的3d打印技术，可针对不同的生物应用需求可进行灵活的设计。
1.一种智能压电硬质骨支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的智能压电硬质骨支架材料的制备方法，其特征在于，步骤ss11所述的钛酸钡与磷酸钙的质量比例为5～9：1～5；所述磷酸钙颗粒的直径为1～4μm；钛酸钡颗粒的直径为1～4μm；所述钛酸钡的压电常数为80pc/n至120pc/n。
3.根据权利要求1所述的智能压电硬质骨支架材料的制备方法，其特征在于，步骤ss12所述的光敏树脂的粘度为200～300mpa·s，密度为1.08～1.1g/cm3；所述2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯的添加量为光敏树脂质量的1.5％-2.5％。
4.根据权利要求1所述的智能压电硬质骨支架材料的制备方法，其特征在于，步骤ss13所述的分散剂的添加量为混合固体a的5％；所述的混合固体a和树脂基体b的比例为30～40vol％：60～70vol％。
5.根据权利要求1所述的智能压电硬质骨支架材料的制备方法，其特征在于，所述光敏树脂为1,6-己二醇二丙烯酸酯；所述分散剂为kos163分散剂。
6.一种智能压电硬质骨支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的智能压电硬质骨支架的制备方法，其特征在于，步骤ss21所述建模的模型孔洞尺寸直径范围为100μm-800μm。
8.根据权利要求6所述的智能压电硬质骨支架的制备方法，其特征在于，步骤ss23所述烧结的具体步骤为：首先将温度以1℃/min升温到550～600℃，在550～600℃排胶2h；然后2℃/min升温到1250～1300℃，然后保温3h；最后自然降温至室温。
9.根据权利要求6～8所述方法制备的智能压电硬质骨支架的应用，其特征在于，所述智能压电硬质骨支架材料用于生物成骨实验。
