基于羥基磷灰石的3D打印和燒結(jié)強(qiáng)化人工骨技術(shù)研究.pdf

1、人工骨制備屬于個(gè)性化制造，不僅要求與患者的骨缺損部位相符合，還要有良好的力學(xué)性能，具有與人體骨組織相似的相互連通的微孔洞結(jié)構(gòu)。使用傳統(tǒng)加工方法（如車、銑、磨、鍛等），難以加工出內(nèi)部的微孔洞結(jié)構(gòu)，往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間，產(chǎn)品不一定滿足個(gè)體化患者需求，經(jīng)常需要進(jìn)一步的后處理加工。采用3D打印技術(shù)加工人工骨，理論上能加工出任意形狀的人工骨及其內(nèi)部的微孔洞結(jié)構(gòu)，并能控制微空洞的數(shù)量、大小及分布，為細(xì)胞、血管等的長(zhǎng)入提供生長(zhǎng)空間，加快骨修復(fù)過程。

2、r>　　本研究首先分析人工骨的傳統(tǒng)加工方法的局限性，結(jié)合3D打印技術(shù)的快速發(fā)展現(xiàn)狀，最終提出了一種采用3D打印技術(shù)加工多孔人工骨的方案：采用三維打印法（3DP）加工羥基磷灰石生物陶瓷，使用聚乙烯醇作為粘結(jié)劑，使用無水檸檬酸作為造孔劑，使用氧化鋯作為增韌物質(zhì)。在設(shè)計(jì)新方案的過程中，在一些重要方面進(jìn)行了理論分析研究：3D打印技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)人工骨加工方法的優(yōu)點(diǎn)，不同的3D打印技術(shù)對(duì)于人工骨加工的優(yōu)缺點(diǎn)，陶瓷燒結(jié)強(qiáng)化方式的選擇，多孔生物陶瓷相對(duì)

3、于致密生物陶瓷的優(yōu)勢(shì)，新型三維打印機(jī)的性能要求，人工骨陶瓷基體材料的選擇，粘結(jié)劑、造孔劑、增韌物質(zhì)的選擇、生物陶瓷的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)等。結(jié)合提出的方案，在借鑒普通的三維打印機(jī)的基礎(chǔ)上做出了一些改進(jìn)，例如Z方向工作臺(tái)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，添加可以噴射不同類型材料的多噴頭結(jié)構(gòu)，造孔劑添加量與孔隙率的關(guān)系等，對(duì)新型3D打印機(jī)的工藝流程、系統(tǒng)組成、性能要求、加工誤差分析等方面進(jìn)行了研究。本文在理論上研究了羥基磷灰石的燒結(jié)特性，選擇了合適的燒結(jié)方式（微波燒