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打印钛合金技术工艺在颌骨修复领域的实验研究

发布时间:2020-10-08 21:20:23 浏览次数 :

钛及钛合金具有优异的机械性能、低质量、耐腐蚀及良好的骨结合能力,在口腔颌面外科领域应用广泛。钛及钛合金可以制作钛板、钛网、固位螺丝、人工假体等来修复颌面骨缺损。由于颌骨复杂的解剖结构和外形轮廓,传统的工艺无法精确制备出和缺损区在形态、生物力学等特征完全相匹配并能完成义齿修复的钛合金修复体,因此,在术后常常会出现一些并发症,导致修复失败。3D打印技术具有完成复杂结构设计和比较精确、快速制作结构复杂的,尤其是在不仅外形结构复杂,而且内部结构同样复杂的颅颌面骨缺损修复体的潜力和独特的优势。因此,在数字医学影像学技术和计算机辅助设计软件的协助下,3D打印钛及钛合金有望实现颌骨缺损个性化设计、制作和修复的目的。本文综述了近些年3D打印钛及钛合金在颌骨缺损修复领域的相关研究。

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颌骨是颅面骨的重要组成部分,维系着面部外形的完整,承担着咀嚼功能,与吞咽、语言、呼吸等功能密切相关。颌骨修复体植入体内后,不仅受到周围肌肉的牵拉作用,还要承担咀嚼压力,因此,该修复体要恢复患者个性化的外貌,还要有足够的机械强度来保证其在体内的稳定和功能的行使,最好还能作为组织工程支架加载具有成骨潜能的细胞和促骨生长因子来实现颌骨再生。有研究采用三维有限元对SLM打印的个性化纯钛髁突修复体的应力分布进行了分析,认为3D打印和有限元分析可以为颞下颌关节的修复重建的设计和制作提供更可靠的技术保证。Schouman等采用EBM制作了两种不同刚度(高和低相差10倍)的多孔钛金属支架修复羊下颌骨18mm的节段性缺损,结果低刚度多孔支架内新骨长入量多于高刚度支架,认为通过调整3D打印多孔钛支架的刚度可以改善骨组织的长入。但是,低刚度多孔钛合金支架的固位螺丝在实验过程中出现了松动,这提示该支架的力学性能仍与下颌骨组织不相匹配。研究证实EBM制作的钛合金对骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化功能没有影响,具有良好的细胞相容性,应用EBM制作的三维网状钛合金支架修复比格犬下颌骨缺损时,没有引起机体的不良反应,成功修复了下颌骨缺损的连续性。该研究提示EBM制作的三维网状钛合金支架具有良好的生物相容性,而且该三维网状支架有望作为骨组织工程支架应用于下颌骨缺损的修复。

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