多孔硅酸钙/明胶复合支架制备工艺及力学性能研究

针对可控复杂孔隙结构的多孔生物陶瓷支架难以通过传统方法制备、强度低、脆性大等问题,提出了一种将光固化工艺和渗透明胶工艺相结合的方法,制备了具有优异力学性能的多孔硅酸钙/明胶复合支架。通过扫描电子显微镜研究了不同明胶质量浓度复合支架的微观结构,探讨了明胶溶液质量浓度对多孔硅酸钙/明胶复合支架Z向和X-Y向力学性能的影响规律。结果表明:渗透明胶后,明胶填充了支架的部分微观孔隙并涂覆在支架表面。当明胶质量分数为5%和7.5%时,试样宏观孔隙连通性较好,强度和韧性得到了明显提高。此质量浓度范围下复合支架仍存在各向异性,在Z向的压缩强度提高了0.63~1.67倍,最高达到5.91 MPa,应力能密度提高了0.84~1.77倍,最高达到530×10^(4) J/m^(3);X-Y向的压缩强度提高了1.56~2.07倍,最高达到10.01 MPa,应力能密度提高了1.51~3.33倍,最高达到10.75×10^(4) J/m^(3)。因此,明胶质量分数为5%~7.5%是制备多孔硅酸钙/明胶复合支架的合适浓度。