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打印鈦合金技術工藝在頜骨修復領域的實驗研究

發布時間:2020-10-08 21:20:23 瀏覽次數 :

鈦及鈦合金具有優異的機械性能、低質量、耐腐蝕及良好的骨結合能力,在口腔頜面外科領域應用廣泛。鈦及鈦合金可以制作鈦板、鈦網、固位螺絲、人工假體等來修復頜面骨缺損。由于頜骨復雜的解剖結構和外形輪廓,傳統的工藝無法精確制備出和缺損區在形態、生物力學等特征完全相匹配并能完成義齒修復的鈦合金修復體,因此,在術后常常會出現一些并發癥,導致修復失敗。3D打印技術具有完成復雜結構設計和比較精確、快速制作結構復雜的,尤其是在不僅外形結構復雜,而且內部結構同樣復雜的顱頜面骨缺損修復體的潛力和獨特的優勢。因此,在數字醫學影像學技術和計算機輔助設計軟件的協助下,3D打印鈦及鈦合金有望實現頜骨缺損個性化設計、制作和修復的目的。本文綜述了近些年3D打印鈦及鈦合金在頜骨缺損修復領域的相關研究。

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頜骨是顱面骨的重要組成部分,維系著面部外形的完整,承擔著咀嚼功能,與吞咽、語言、呼吸等功能密切相關。頜骨修復體植入體內后,不僅受到周圍肌肉的牽拉作用,還要承擔咀嚼壓力,因此,該修復體要恢復患者個性化的外貌,還要有足夠的機械強度來保證其在體內的穩定和功能的行使,最好還能作為組織工程支架加載具有成骨潛能的細胞和促骨生長因子來實現頜骨再生。有研究采用三維有限元對SLM打印的個性化純鈦髁突修復體的應力分布進行了分析,認為3D打印和有限元分析可以為顳下頜關節的修復重建的設計和制作提供更可靠的技術保證。Schouman等采用EBM制作了兩種不同剛度(高和低相差10倍)的多孔鈦金屬支架修復羊下頜骨18mm的節段性缺損,結果低剛度多孔支架內新骨長入量多于高剛度支架,認為通過調整3D打印多孔鈦支架的剛度可以改善骨組織的長入。但是,低剛度多孔鈦合金支架的固位螺絲在實驗過程中出現了松動,這提示該支架的力學性能仍與下頜骨組織不相匹配。研究證實EBM制作的鈦合金對骨髓間充質干細胞的增殖和成骨分化功能沒有影響,具有良好的細胞相容性,應用EBM制作的三維網狀鈦合金支架修復比格犬下頜骨缺損時,沒有引起機體的不良反應,成功修復了下頜骨缺損的連續性。該研究提示EBM制作的三維網狀鈦合金支架具有良好的生物相容性,而且該三維網狀支架有望作為骨組織工程支架應用于下頜骨缺損的修復。

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