創新陶瓷積層製造技術

本新創技術是根據一個可逆式負溫感水膠系統(poly(N-isopropylacrylamide base)，可在室溫中易與陶瓷粉末混合成漿體，並於加熱過程產生類似冷均壓收縮成型效果，且經高溫燒結過程使水膠分子完全移除，有助燒結陶瓷體達較高緻密化的新製程，此新發明的好處是可獲得較高機械性能的陶瓷燒結體結構，也可縮短製程時間與獲得較高複雜型體的陶瓷，我們已取得中華民國專利(I411595)與美國專利(US 8940203 B2)。此外，陶瓷材料的積層製造方法雖然已經有數種技術開發，但仍屬於技術發展的階段。一般陶瓷積層列印缺點是，生胚不易緊實、坯體乾燥長、燒結後易變形與產生裂縫、燒結密度差及強度不足等問題。我們已進一步在商用3D生物列印機台成功驗證此可逆性負溫感水膠系統應用在三維列印互穿性孔洞的生物陶瓷(HAp和β-TCP組成)支架工程，此創新積層陶瓷列印技術所獲得生物陶瓷支架具高互穿性孔洞與良好機械性，因此可提升植體內細胞生長、養分與藥物傳送、血管新生與加速新陳代謝的路徑，加速骨組織再生。此新衍生積層陶瓷列印技術我們也已申請美國臨時案(62/263,005, Dec 4, 2015)，未來也可利用此創新陶瓷積層製造技術提供更多元的陶瓷元件與個人化陶瓷元件發展，特別是應用醫療領域，如牙科、整形外科與骨科等。