選擇性激光熔覆制備多孔鈦試件及動物實驗研究.pdf

1、目的：
　　本實驗以純鈦粉為實驗材料，通過計算機輔助設計（CAD），對鈦試件表面結構進行重新設計，并通過選擇性激光熔覆（SLM）技術制備出表面多孔的鈦試件。通過對試件的彈性模量檢測及動物實驗研究，評價此結構的力學性能及對成骨活性的影響。
　　方法：
　　1、選取直徑0-45μm的二級球形鈦粉，通過試件設計改良和CAD，在氬氣（Ar）保護下尋找最優(yōu)激光參數，進行SLM技術制備所需試件。在適當激光參數條件下，制備出表層不同

2、孔徑大小的試件。同時以傳統(tǒng)大顆粒噴砂酸蝕（SLA）工藝制備的試件為對照組。
　　2、使用場發(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）對試件的表面元素成分進行分析。并通過MTS810萬能電子測試機得到“應力-應變曲線”，比較不同組試件彈性模量差異。
　　3、將三組試件植入兔股骨，在術后4周、8周和12周分別處死，通過肉眼觀察、X線觀察、VG染色觀察骨組織愈合，骨-種植體結

3、合率（BIC）評價微孔結構對新骨形成的影響。
　　4、使用SPSS16.0對實驗結果進行統(tǒng)計學分析。
　　結果：
　　1、大孔徑組試件有明顯銀白色金屬光澤，表面有肉眼可見的孔洞結構，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，表面未見明顯孔洞結構，電鏡下見孔隙范圍在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，無金屬光澤，電鏡下表

4、面呈不規(guī)則的閉孔微孔結構。
　　2、EDS結果顯示SLA試件表面的碳元素高于SLM試件。通過“應力-應變曲線”測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、在體內植入實驗中，種植體-骨組織界面形成良好的骨結合，在試件表面孔隙中有新骨長入。小孔徑組試件并未表現出比SLA試件更加優(yōu)良的生物學性能，但大孔徑組試件在第8周，骨種植體接觸率達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），在中期骨誘導骨形成的能力上優(yōu)于另兩組。
　　結論：
　　通過軟件設計，使激光在既定程序下制備出的多孔種結構試件，其彈性模量接近人體骨皮質?？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作用，使骨愈合時間縮短，促進新骨形成，并能使新骨長入孔隙內?？锥吹男纬山档土嗽嚰膹椥阅Ａ?，較傳統(tǒng)植體，更加接近于人體骨松質彈性模量，且大孔