選擇性激光熔覆制備多孔鈦試件及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的：
　　本實(shí)驗(yàn)以純鈦粉為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），對(duì)鈦試件表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并通過(guò)選擇性激光熔覆（SLM）技術(shù)制備出表面多孔的鈦試件。通過(guò)對(duì)試件的彈性模量檢測(cè)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，評(píng)價(jià)此結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及對(duì)成骨活性的影響。
　　方法：
　　1、選取直徑0-45μm的二級(jí)球形鈦粉，通過(guò)試件設(shè)計(jì)改良和CAD，在氬氣（Ar）保護(hù)下尋找最優(yōu)激光參數(shù)，進(jìn)行SLM技術(shù)制備所需試件。在適當(dāng)激光參數(shù)條件下，制備出表層不同

2、孔徑大小的試件。同時(shí)以傳統(tǒng)大顆粒噴砂酸蝕（SLA）工藝制備的試件為對(duì)照組。
　　2、使用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）觀察每組試件的表面形貌、孔隙直徑等，并使用X射線能量色散譜儀（EDS）對(duì)試件的表面元素成分進(jìn)行分析。并通過(guò)MTS810萬(wàn)能電子測(cè)試機(jī)得到“應(yīng)力-應(yīng)變曲線”，比較不同組試件彈性模量差異。
　　3、將三組試件植入兔股骨，在術(shù)后4周、8周和12周分別處死，通過(guò)肉眼觀察、X線觀察、VG染色觀察骨組織愈合，骨-種植體結(jié)

3、合率（BIC）評(píng)價(jià)微孔結(jié)構(gòu)對(duì)新骨形成的影響。
　　4、使用SPSS16.0對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　結(jié)果：
　　1、大孔徑組試件有明顯銀白色金屬光澤，表面有肉眼可見(jiàn)的孔洞結(jié)構(gòu)，電鏡下孔隙近圓形，孔徑范圍在200-250μm之間。小孔徑組試件表面金屬光澤更優(yōu)于大孔徑組，表面未見(jiàn)明顯孔洞結(jié)構(gòu)，電鏡下見(jiàn)孔隙范圍在150-200μm之間。兩組試件表面均附有未完全熔融的鈦粉顆粒。SLA試件表面呈暗灰色，無(wú)金屬光澤，電鏡下表

4、面呈不規(guī)則的閉孔微孔結(jié)構(gòu)。
　　2、EDS結(jié)果顯示SLA試件表面的碳元素高于SLM試件。通過(guò)“應(yīng)力-應(yīng)變曲線”測(cè)出大孔徑組試件彈性模量27.7±1.3GPa，小孔徑組試件34.5±0.9GPa，SLA試件101.6±1.1GPa。
　　3、在體內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)中，種植體-骨組織界面形成良好的骨結(jié)合，在試件表面孔隙中有新骨長(zhǎng)入。小孔徑組試件并未表現(xiàn)出比SLA試件更加優(yōu)良的生物學(xué)性能，但大孔徑組試件在第8周，骨種植體接觸率達(dá)80.77

5、%，相較于小孔徑組的71.91%和SLA的65.22%具有明顯差異（P＜0.05），在中期骨誘導(dǎo)骨形成的能力上優(yōu)于另兩組。
　　結(jié)論：
　　通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，使激光在既定程序下制備出的多孔種結(jié)構(gòu)試件，其彈性模量接近人體骨皮質(zhì)?？讖皆?00-250μm之間的多孔試件具有良好的生物相容性和骨誘導(dǎo)作用，使骨愈合時(shí)間縮短，促進(jìn)新骨形成，并能使新骨長(zhǎng)入孔隙內(nèi)。孔洞的形成降低了試件的彈性模量，較傳統(tǒng)植體，更加接近于人體骨松質(zhì)彈性模量，且大孔