Разработка составов масс на основе фосфатов кальция для 3D-печати керамических изделий

Abstract

Создание персонализированных конструкций для тканевой инженерии костной ткани на основе фосфатов кальция методами трехмерной печати является одним из перспективных направлений развития аддитивных технологий. В настоящей работе проведено комплексное изучение влияния параметров жидкофазного синтеза гидроксиапатита (рН реакционной среды, температура, продолжительность выдержки осадка в маточном растворе, обработка маточного раствора с осадком электромагнитным излучением СВЧ-диапазона) на фазовый и гранулометрический состав полученного порошка, особенности его структуры*. В результате этого выбраны оптимальные условия синтеза гидроксиапатита: рН 10, температура 60°C, обработка маточного раствора электромагнитным излучением СВЧ-диапазона мощностью 700 Вт в течение 30 мин. Для формования изделий разработана конструкция 3D-принтера, собрана экспериментальная установка. Определены технологические свойства керамических масс, пригодных для 3D-печати: динамическая вязкость – 20 000–60 000 мПа·с; рН 7–8; влажность – 54–60 мас. %, а при использовании связующих добавок – 70 мас. %. С помощью дифференциальной сканирующей калориметрии определены температурно-временные параметры обжига изделий, полученных на основе синтезированного гидроксиапатита. Выявлена взаимосвязь между составом керамических масс, технологическими параметрами получения, особенностями структуры и физико-химическими свойствами кальцийфосфатных материалов