长沙3D打印

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3D打印金属材料在生物医学领域的应用

更新时间: 2019-12-09 09:15:36  查看次数: 328    

3D打印构建的多孔金属材料在生物医学领域的应用越来越广,作为口腔种植体具有以下特点:体积小,受植区情况复杂,与基台连接上部修复后受到反复加载的压应力及剪切力。因此在多孔钛牙种植体设计时需要考虑多方面的因素:第一,牙种植体相较于骨科植入材料虽体积小,但需要满足不同长度、锥度及螺纹形态的需求,还应当利用3D打印能够任意构造的特点实现患者的个性化定制;第二,种植体的设计需考虑到领骨条件、邻牙的位置、咬營力分布等多重因素,而且口腔属有菌环境,为了预防种植体周围炎应将涂层的抗菌性作为考虑因素;第三,除了骨结合外还应考虑种植体与基台间的应为传导分析,避免受力薄弱部分影响修复效果。此外,种植体获得良好骨整合不仅与种植体材料、结构和表面处理有关,还有赖于临床正确的诊断和种植手术操作。

  • 选择性激光烧结技术可以完成多孔钛合金试件的精细制作,试件尺寸精度高,具有微粗糙度,为多孔钛种植体的研究与发展奠定基础。
  • 利用电化学沉积法可制备出均匀、致密的钛基壳聚糖/羟基磷灰石涂层,裂纹较少,与多孔钛结合可形成多层次粗糙度。
  • 多孔钛试件准弹性梯度随孔隙率增大而减小,当孔隙率为30%和70%时分别接近人体颂骨皮质骨及松质骨的弹性模量,有望减轻种植体植入后的应力遮挡现象。

骨组织工程是指将通过分离得取种子细胞(成骨细胞、骨髓原始间充质干细胞、软骨细胞)扩增种植于生物支架材料上,该生物支架材料可以为种子细胞提供生殖代谢的三维空间,在支架材料缓慢降解的同时,种子细胞不断增殖,从而完成修复骨缺损。因此,当前已经有研究人员在骨组织工程对骨及软骨缺损修复方面进行了大量的研究报道。


骨组织工程在临床骨缺损的治疗有明显优势,为修复骨缺损提供了一种新途径,近年来被国内外学者所重视。其3个基本要素是:种子细胞、信号因子和支架材料。支架材料是骨组织工程的核心,在骨缺损的修复起至关重要作用:作为作为种子细胞的载体,引导骨组织成特定三维立体生长;作为信号因子的载体并缓释促进骨组织的逐步形成;为骨组织形成提供三维空间,给种子细胞提供营养物质及排泄废物;作为不同类型细胞起“身份识别”及选择黏附的作用。因此,骨组织工程支架的研究是当前研究的热点。