基于選擇性激光燒結(jié)仿生人工骨的研究.pdf

1、骨缺失或缺損是臨床醫(yī)學(xué)的常見(jiàn)病，研究符合人骨特性的梯度多孔金屬材料骨支架是人骨修復(fù)和替代材料研究的熱門(mén)話題。激光選區(qū)燒結(jié)快速成型技術(shù)可以有效的成型出具有與個(gè)體人骨外型和內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)相一致的人骨支架制品，是實(shí)現(xiàn)人個(gè)體承力骨修復(fù)或替換的最基礎(chǔ)的工作之一。本文借助三坐標(biāo)激光掃描儀對(duì)人體牙齒完成三維外型仿生建模。采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成型具有與人骨支架結(jié)構(gòu)較為一致的多孔金屬人工骨支架試樣，研究了成型工藝對(duì)試樣結(jié)構(gòu)特性的影響規(guī)律，為個(gè)體化人工骨仿

2、生制造技術(shù)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　 鑒于人體牙齒的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能在人體骨骼中的代表性，針對(duì)病牙特征，首次提出借助三坐標(biāo)激光掃描儀對(duì)患者所換牙齒進(jìn)行外觀數(shù)據(jù)采集的方法，利用逆向和建模軟件對(duì)試件進(jìn)行了外型仿生建模，獲得了具有與所采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)比精度較高的外觀模型。該方法可以迅速、便捷的建立具有復(fù)雜外觀結(jié)構(gòu)的牙齒表觀模型，探索了一種快速個(gè)性化牙齒仿生設(shè)計(jì)建模的新方法。
　　 采用正交實(shí)驗(yàn)法，設(shè)計(jì)了選擇性激光燒結(jié)的實(shí)驗(yàn)方

3、案，進(jìn)行了選擇性激光燒結(jié)成型實(shí)驗(yàn)研究。以316L不銹鋼為試驗(yàn)原料，采用優(yōu)化出的多孔模型，使用自制的選擇性激光燒結(jié)成型實(shí)驗(yàn)裝置，成功制備出不銹鋼多孔人骨支架試樣。研究了不銹鋼人骨微孔模型燒制過(guò)程中的切片處理與工藝加工等難點(diǎn)問(wèn)題，并借助電子顯微圖像，進(jìn)一步研究了激光功率、掃描速度、掃描路徑、鋪粉厚度和掃描間距工藝參數(shù)對(duì)試樣孔隙率、孔徑大小等微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，初步探討了選擇性激光燒結(jié)多孔材料的成型機(jī)制，獲得了燒結(jié)多孔模型的最優(yōu)燒結(jié)工藝參數(shù)。為

4、選擇性激光燒結(jié)成型具有微組織梯度孔結(jié)構(gòu)的仿生人工骨支架的深入研究打下了良好的基礎(chǔ)。
　　 研究結(jié)果表明：制品性能隨燒結(jié)工藝參數(shù)的有效控制連續(xù)變化。在對(duì)孔隙率的影響因素中，激光功率對(duì)其影響最大，掃描路徑、掃描速度、鋪粉層厚和掃描間距對(duì)其影響率逐步降低。其參數(shù)的優(yōu)化組合為激光功率80W、掃描速度25mm/s、掃描路徑3、掃描間距0.150mm和鋪粉厚度0.125mm。各參數(shù)對(duì)平均孔徑的影響次序?yàn)閽呙杷俣扔绊懥ψ畲?，鋪粉層厚次之，掃?/p>