摘要：3D打印技术是综合了数字建模、机电控制、信息等诸多方面前沿技术知识的应用技术,在骨缺损修复重建中可快速准确地完成人工骨替代物和组织工程支架等的个体化设计制造。本文对3D打印技术在人工骨替代物方面的应用情况进行学习研究。

摘要：激光熔覆技术是一种先进的表面工程技术,与其他常用的表面工程技术相比,具有涂层结合性能好、热影响区小、可控性高等独特优势,已成为了一种重要的再制造技术,并在矿山、冶金、化工、能源等领域关键零件的再制造中得到了成功的应用。镍基合金粉末因具有很好的耐磨性、耐蚀性、抗热疲劳性等特点,是在再制造工程中应用十分广泛的表面强化涂层材料。对激光熔覆再制造中利用镍基合金材料进行修复的重要工艺参数、材料、缺陷控制等方面的研究进展进行了综述分析,并对今后的发展趋势进行了展望。

摘要：脊椎融合术中使用的传统椎间融合器是批量化生产的标准化产品,可能会导致植入的椎间融合器上下表面不能与相邻椎体的上下终板良好匹配。文中根据患者的CT数据设计了定制化的颈椎椎间融合器,椎间融合器的上下表面可与相邻椎体的上下终板良好的接触。针对1.5mm,2.5mm,3.5mm三种壁厚的椎间融合器进行了有限元分析,结果表明三种壁厚椎间融合器的最大应力都小于椎体皮质骨和聚醚醚酮(PEEK)材料的屈服强度。采用3D打印的方法制备了三种壁厚的PEEK试样进行压缩实验,结果表明三种壁厚的试样都能满足承载要求。壁厚1.5mm时,植骨孔的横截面积比壁厚2.5mm和3.5mm分别大20.2%,49.8%,适于制备椎间融合器。

摘要：DLP(数字光处理技术)是一种以面曝光的方式逐层成型的3D打印技术。在DLP的3D打印工艺过程中,当分层厚度确定时,零件的打印精度主要取决于曝光时间和成型方向。设计一个测试试样,研究了采用DLP工艺打印珠宝树脂材料过程中的单层曝光时间和零件成型方向对不同特征打印精度的影响规律。研究结果表明:对于所采用的珠宝铸造树脂曝光时间较小时固化不充分,导致尺寸误差大,单层曝光时间设为9.5 s时打印出的特征精度较好;相同尺寸的特征在成型方向不同时的打印误差也不相同。方管、圆管、圆锥和半圆柱体的轴线方向,以及斜面棱柱的高度方向与分层切片方向相同时,可以避免台阶效应,获得的轮廓精度较高。

摘要：摘通过将数字医学、CAD、逆向工程、3D打印等技术相结合,研究了手指屈肌腱损伤定制化支具的设计和制备方法。利用患者的CT扫描数据对受伤手臂进行三维重构,提取前臂皮肤数据设计固定于前臂的支具夹持部分;提取健侧手指部分的数据,通过图形镜像方式设计固定受伤的左手手指部分的支具结构;根据手部功能位的要求设计支具的腕部结构与手指部位的活动结构。对石膏绷带试样与3D打印的PLA(聚乳酸)支具试样进行了抗弯强度测试,对PLA试样进行了抗扭强度测试,实验结果表明3D打印的PLA试样的抗弯强度高于石膏绷带试样,而且抗扭强度也良好。利用三坐标测量仪对支具的3D打印模型进行了测量,并与三维CAD模型进行了对比。3D打印的支具佩戴方便,贴合效果、透气性及力学性能好,能有效的限制受伤手指的异常活动,可实现定期调整及配合早期功能锻炼。

摘要：将逆向工程与3D打印技术相结合,研究了用于治疗肱骨头缺损的定制化骨水泥替代物模具的设计与制备方法。对一位肱骨头缺损的患者通过CT扫描获得患侧与健侧的肱骨数据,在医学图像处理软件中重构出两侧肱骨的三维模型,并根据人体的对称性、相似性的特点,将患者健侧肱骨头的三维数据以矢状面为对称平面进行镜像处理,替代患侧缺损肱骨头的三维模型。在逆向工程软件中利用镜像替代后的三维模型,通过布尔运算求差的方式设计出内部型腔为肱骨头形状的定制化模具,并选择合适的剖分面将模具分为三个部分。在手术中利用3D打印的模具成功制备了混有抗生素的骨水泥替代物,术后6个月的随访结果表明骨水泥植入物位置良好、患者的肩功能已有明显改善。

摘要：设计了一种根据牙体生理结构形态简化后含有多种几何特征的精度测试件,用于评价DLP(数字光处理)3D打印牙模树脂材料的精度.通过显微镜测量打印成型测试件的细微特征还原情况与各个特征的成型尺寸误差,从细微特征还原情况和特征的成型尺寸误差两个方面综合评价打印精度.通过调控DLP 3D打印的单层曝光时间和分层厚度两组重要工艺参数,分析两组工艺参数对评价指标的影响.确定当单层曝光时间为5 s、分层厚度为50μm为最佳打印参数,并使用该参数打印牙齿模型并对尺寸精度进行评价,最终获得精度误差为0.191 mm,标准差为0.142 mm,均方根值为0.244 mm,符合±1 mm以内误差的临床使用需求.

摘要：支架结构设计是组织工程化人工骨设计的重要内容之一,本文对金属与陶瓷材料构成的复合结构人工骨中金属支架的设计进行了研究.通过对髋关节置换后假体与股骨之间力的传递规律进行数值模拟研究,采用分截面分析、网格密度逐渐减小的设计方法,对复合结构人工骨中的金属支架结构进行了设计.通过对6种不同网格密度金属支架的受力情况进行对比分析,设计出了力学特性符合股骨受力规律的金属支架结构.

摘要：目的探讨利用3D打印技术制备的骨水泥塑型器在骨水泥填充修复四肢骨缺损手术中的应用价值。方法2015年2月-2016年3月，收治四肢骨缺损患者13例。男9例，女4例；年龄20～58岁，平均38．4岁。慢性骨髓炎7例，骨结核3例，骨肿瘤2例，骨缺血性坏死1例。病变部位：肱骨3例，股骨4例，胫骨6例。骨缺损长度为4．5。8．9cm，平均6．7cm。术前采用Mimics10．01软件设计骨水泥植入物数字模型，3-matic软件设计骨水泥塑型器模块，并3D打印。术中病变骨组织切除后，将骨水泥填充至骨水泥塑型器，制备骨水泥植入物并修复缺损。结果ImageT软件测量示经镜像还原的数字模型与骨接触面匹配指数为95．1％-97．4％，平均96．3％；骨水泥植入物与骨接触面匹配指数为91．2％～94．7％，平均93．2％。骨水泥植入物和塑型器分离过程中未出现骨水泥碎裂及脱落，塑型一次成功。术后切口均I期愈合。患者均获随访，随访时间5—17个月，平均9．4个月。x线片复查示，骨水泥植入物位置良好，无断裂发生；无周围骨折等并发症发生。结论采用3D打印骨水泥塑型器可缩短手术时间，其个性化塑型的骨水泥植入物与周围骨与软组织较匹配，不仅有效避免了术中二次调整，还更加符合术区生物力学传导分布。

摘要：研究了一种将正向三维建模与逆向工程建模相结合的混合建模方法,用来进行金属植入物三维CAD建模。以解剖型接骨板为例,利用参数化设计法进行接骨板规则部分的三维建模,利用逆向工程技术对接骨板具有解剖学特征的部分进行逆向工程建模,再利用三坐标测量仪构建对齐参考线,并在UG中进行正、逆两部分三维CAD模型的拼接。利用建立的骨科内植物三维模型开展了虚拟手术、生物力学分析,以及利用3D打印制作模型用于术前模拟等应用,取得了良好的效果。