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医疗
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添加剂制造的固定钢板更好地匹配患者的颌骨

选择性激光熔化和NiTi材料的结合使钢板的形状和硬度与天然骨相匹配。

3 d打印固定板

研究人员创造了用于颌骨重建手术的多孔固定板,它与自然颌骨的几何形状和硬度精确匹配。

传统上,固定板(用于支撑受损骨愈合的植入物)是按照标准尺寸制造的,最常见的材料是Ti-6Al-4V。外科医生选择最接近病人解剖结构的钢板,然后将它们弯曲以适应手术室。

这种方法虽然有效,但也有一些缺点。使用标准尺寸意味着植入物可能无法与患者完美匹配,而弯曲步骤增加了重建手术的时间。此外,最常用的Ti-6Al-4V材料比皮质骨更硬,会导致应力分布异常,最终导致种植体失效。

发表在开放获取杂志上的一项研究中生物工程,一个研究人员团队寻求创造板块,不仅与患者骨骼的特定解剖结构相匹配,也是它的僵硬。使用选择性激光熔化(SLM),Team 3D印刷的定制固定板用于下颌骨或下颌,使用NITI重建手术。3D打印板使研究人员能够生产固定板,不仅与研究中使用的颌下颌下的形状相匹配,而且还具有它的刚度。SLM使得具有允许刚度调节的电池图案的多孔固定板。

研究中使用的下颌骨CT扫描显示,这块骨头的杨氏模量(材料中拉伸应力与应变的比值)为12 GPa。用SLM制备的致密样品的杨氏模量为37 GPa。为了降低材料的刚度,研究人员使用相同的单元细胞引入了多孔性。通过调整每个细胞的大小,研究小组可以调整零件的孔隙度和硬度。

为了匹配天然骨的12-GPa模量,研究人员确定固定板需要45.7%的孔隙率,并调整单元细胞来实现这一目标。同样的刚度模量也可以在Ti-6Al-4V材料中实现,但这将需要78.3%的更高孔隙率,这样的开放结构会在制造过程中造成复杂性。

应用此方法可节省手术时间,降低重建手术并发症的风险。了解更多关于3D打印定制固定板的好处,并找到链接到完整的纸张本文从加法制造姊妹出版现代机械工厂

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