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发布时间:2023-07-10 09:42:41 浏览: 次
半岛体育转自:春立正在线D打印(ThreeDimentionalPinting)又称增材筑设(AdditiveManufacturing)时间即急速成型时间的一种,是一种以数字模子文献为根蒂,通过软件分层离散和数控成型体系,操纵激光束、电子束、加热头、光固化等要领将粉末状金属、塑料等可粘合质料或细胞、构造等额表质料,通过逐层打印的方法来构造出物体的时间陶瓷。
生物惰性陶瓷,以生物活性玻璃、羟基磷灰石为代表的生物活性陶瓷,以磷酸三钙为代表的生物可降解陶瓷。区其余生物陶瓷有着各自的特性,如氧化铝陶瓷硬度高,氧化锆陶瓷韧性大,羟基磷灰石的化学因素与人体骨骼无机局部高度好似等,但陶瓷都有着一个配合的劣势—脆性大,导致其正在守旧加工时间中本钱高,难以成形繁复型腔。增材筑设时间是一种依照三维模子,通过层层堆叠使质料成形的新兴筑设时间,其上风正在于急速成型、本性定造化分娩、一体化成形繁复布局。增材筑设时间与生物陶瓷的连系能知足生物医疗界限个人化调节的需求。
寻常来讲,便是操纵三维筑造软件正在虚拟三维空间内修建出拥有三维数据的模子。目前,筑模途径有许多种,比方,直接从网上下载模子、通过3D扫描仪逆向工程筑模,通3DMax,Maya,CAD(ComputerAidedDesign)等软件筑模。1.1.2
,并计划好打印的旅途(填充密度、角度、表壳等)。其次,切片文献以.gcode花式积聚,即一种3D打印性能直接读取并应用的文献花式。然后,再通过3D打印机左右软件,把.gcode文献发送给打印机,并左右3D打印机的参数,运动使其完结打印。1.1.3
Gcode花式的打印文献传送给3D打印机,同时,装入3D打印质料,调试打印平台,设定打印参数,然后打印机起源做事,质料逐层打印,最终一个完好的3D模子就会出现正在人们当前。1.2
是运用最平常的3D打印时间,其成型速率疾、打印精度高,能够急速打印氧化锆、氧化铝、羟基磷灰石(hy-droxyapatite,HA)等陶瓷质料半岛体育。SLS时间则重要用于氧化锆、氧化铝、碳化硅等陶瓷粉的加工。DIP时间重要用于加工氧化锆基陶瓷浆料,可行为筑设氧化锆全瓷修复体的重要时间。3DP时间重要以氧化锆、氧化铝、氧化硅等陶瓷粉为原料,且基于该时间筑设陶瓷模具的要领一经取得优良起色并获胜墟市化。FDC时间的常用原料日常为热塑性树脂连系剂,同时也可用于加工锆钛酸铅压电陶瓷、磷酸三钙(tricalciumphosphate,TCP)等质料。而DIW时间的原质料则席卷:氧化锆、氧化铝、TCP、HA等。02用于打印的生物陶瓷质料
HA)、β-磷酸三钙(Tricalciumphosphate,TCP)和生物活性玻璃为代表的生物陶瓷质料运用最平常。因为生物陶瓷质料拥有优良的生物活性,同时与生物体构造布局和化学构成之间好似陶瓷,使其正在生物医学工程界限拥有浩瀚起色潜力。2.1
是人体和动物骨骼中弗成短缺的无机因素,正在自然骨中含量高达60%,而正在牙齿中高达90%。羟基磷灰石生物陶瓷质料对成骨细胞的增殖影响明显,拥有成骨诱导效应。况且其拥有优良的生物相容性和骨传导性,植入体内平安、无毒,是一种调节骨毁伤和替换齿骨方面的优秀质料。2.2
分为高温的α-TCP相和低温的β-TCP相。β-TCP正在体内通过降解开释出大方的Ca和P来诱导新骨的造成。β-TCP生物相容性好,植入机体后可与骨直接交融,无任何部分炎性反映及全身毒副功用。除此以表,β-TCP操纵3D打印时间搭配其他药物造备骨构造工程支架,也许增进成骨细胞的增殖,巩固骨传导性和骨构造的修复才气。Zhou等正在3D打印的β-TCP颌骨修复支架的探求中挖掘,β-TCP三维打印支架拥有规矩的多孔布局,适合细胞的黏附,新骨造成量高,况且正在复合rhBMP-2后可异位成骨。2.3
,是由L.Hench正在1971年研造出的一种Na-Ca-Si系玻璃,该种玻璃植入人体后,能与生物处境产生一系列额表的表貌反映,使质料与天然构造造成坚硬的化学键,进而拥有生物活性。此中拥有代表性的生物活性玻璃是45S5生物活性玻璃和S53P4生物活性玻璃。其它,跟着探求的挖掘,其他无极非晶态布局的生物活性玻璃,因与软构造造成很好的连系,并可增进软构造的再生,也被以为是一种优异的骨、齿类修复质料。通过3D打印时间造备的介孔生物活性玻璃,其样式愈加敏捷,尺寸更精准。正在搭配抗菌因子应用后,不光拥有诱导成骨的才气,况且能够修复和替换传染或受损的骨构造。03
表部创伤、龋坏与牙髓炎等导致牙体构造产生大面积缺损,明显弱化盈利牙体构造的抗力,容易显示牙体劈裂等病症。正在临床探求中,常操纵数控切削时间筑造全瓷修复体,平常采用嵌体、高嵌体、全冠、桩核冠等修复体用于延伸患牙应用寿命。近年来,跟着3D打印时间的急速起色,国表里学者起源合切操纵
打印时间筑造全瓷修复体。比方德国的ÖZKOL传授得回了固体含量分辨为22%和27%的氧化锆陶瓷浆料,以及相对密度为97%的氧化锆单冠。必要证明的是,ÖZKOL并未评判全瓷冠的边沿适合性和力学职能。所以WANG等基于3D检测软件的方法,分辨对切削和DLP筑设的氧化锆全瓷冠的表观面、凹面、边沿区域和凹面咬合面的精度举行较量,挖掘通过3D打印筑造的氧化锆全瓷冠的边沿及各轴面的密合度适合临床医学请求。3.2
3D打印时间增进构造再生,途径分为两种:一是操纵3D打印生物支架搜聚宿主干细胞,正在植入人体后,宿主干细胞瓦解变为成熟细胞,从新填充可降解支架,最终通过重积办法发作新的细胞表基质;二是生物支架上负载各样细胞因子和化学物质,通过开释来增进宿主细胞的增殖瓦解。目前,运用最平常的构造再生工程席卷:构造气管再生、神经构造修复、皮肤表皮构造修复、各器官构造修复等,呈现出优良的临床表示。区其余布局计划也会对人为骨支架力学职能变成间接影响。近几年来,增材筑设时间的急速起色让极少守旧筑设方法难以竣工的繁复布局从新回归到探求职员的视野,如
、各向同性体心立方布局、晶格点阵布局等,乃至更为繁复的三次周期最幼表貌布局(triply periodic minimal surface,TPMS)。质料布局影响着骨支架受力时的力学漫衍状况,不屈均的力场漫衍会导致应力齐集,从而使骨支架更容易产生部分断裂,消重了骨支架的力学职能,所以,合理的布局计划能有用地提升骨支架的力学职能。
骨骼修复方面的探求最为深远,博得成绩也最为明显。最先,3D打印的生物陶瓷以拥有优良的生物力学职能和生物相容性的上风,正在骨修复、骨骼滋长等多方面施展浩瀚功用。其次,为骨科手术辅帮质料举行3D打印,有利于通过打印模子窥探形变骨骼样式布局合格表滋优点境,为协议手术计划供应参考。Geng等操纵3D打印多孔HA支架用修复兔颅骨缺损,结果注解,3D打印支架内部空间慢慢被再生骨替代,再生骨和骨幼梁布局样构造填充正在缺损区域内。况且支架也许复合骨髓间充质干细胞和脐静脉内皮细胞,进而有用增进骨构造的滋长,加疾骨缺损修复。3.4
是指药物正在体内以非恒速地从造剂中不间断开释,延伸药物正在体内中止光阴,从而更好施展药效功用,裁减药物不良反映的一类给药体系。3D打印的生物陶瓷质料行为植入体内的药物缓释载体,通过左右表貌微观布局和质料属性,使载体以区别水准的降解速率竣工延续高效给药,况且转换了守旧口服缓释片剂无法直接对病源给药的题目。除此以表,3D打印的药物缓释载体正在保卫体内药物浓度平均,避免全身用药导致的药物毒性起到合头功用。Zheng等探求3D打印β-TCP负载PLGA抗结核药物缓释微球复合质料举行表征测试,操纵PCR测定骨钙素(osteocalcin, OCN)和骨涎卵白(bone sialoprotein, BSP)的表达,结果注解随培育光阴延伸,3D打印β-TCP复合质料的OCN和BSP基因相对表达量均呈慢慢填充趋向,且对SD大鼠的BMSCs无明明细胞毒性。04预计
3D打印生物陶瓷质料正在医学工程界限一经被平常合切。目前,3D打印正在大都骨缺损的临床运用中呈现出优良的医疗效益,但正在颌面修复、口腔病调节、种植牙维持等界限的运用方面仍存正在穷困。况且针对支架与活细胞和滋长因子或生物群集物的集成打印,以及正在筑设流程中的纳米标准左右仍需大方深远探求。生气另日通过多学科交叉运用,征服3D打印质料固有的力学缺陷陶瓷,创设新型打印工艺,使3D打印这项时间正在口腔医疗、再生医学、骨骼医学、缓释载体方面施展更大功用,发作更大的现实价格。
李晓雪,樊世锋,侯晓薇.3D打印生物陶瓷质料正在口腔修复界限的探求开展[J].中国今世医学杂志, 2023, 33(4):7.[3
]梁浩文,王月,陈幼腾,等.3D打印生物陶瓷人为骨支架的探求开展[J].粉末冶金时间[半岛体育3D打印生物陶瓷原料概述