摘要：背景:传统实心钛合金种植体的弹性模量高于人骨,由此引起的“应力屏蔽”现象可能会影响种植体的骨结合,同时3D打印钛合金表面的亲水性有待提高。目的:制备生物力学性能优良的亲水性Gyroid结构种植体。方法:建立Gyroid结构种植体、实心结构种植体、下颌骨骨块和牙冠的3D模型,对不同结构种植体的力学性能进行有限元分析。将Gyroid结构种植体模型导入3D打印机,使Gyroid结构种植体实体化,然后对种植体表面依次进行喷砂酸蚀和紫外光功能化处理,制备具有优良力学性能和表面活性的亲水性Gyroid结构种植体。通过扫描电镜和接触角测试分析3D打印Ti6Al4V试件表面改性处理前后的形貌与亲水性。结果与结论:①有限元分析结果显示,在垂直向平均咬合力作用下,Gyroid结构可以将作用于种植体上的载荷均匀分散到整个结构中,实心结构种植体上的载荷只能分散在其外表面并集中于颈部;Gyroid结构种植体受到的最大等效应力为200.67 MPa,不超过Ti6Al4V材料屈服强度的50%;Gyroid结构种植体对周围骨组织的最大等效应力为24.27 MPa,略高于实心结构种植体的最大等效应力17.32 MPa,并且在20-60 MPa区间内,Gyroid结构种植体对新骨形成的刺激效果优于实心结构种植体。②3D打印技术可以将Gyroid结构种植体模型实体化,扫描电镜下可见3D打印Ti6Al4V试件表面有许多未熔融的球形金属颗粒,经喷砂酸蚀后表面形成微米级网状孔洞结构,已不见凸出的金属颗粒,紫外光功能化处理+喷砂酸蚀处理的试件表面形貌与喷砂酸蚀组基本一致;接触角测试结果显示,紫外光功能化处理+喷砂酸蚀处理后的试件表面亲水性优于喷砂酸蚀处理组与无表面处理组。③喷砂酸蚀处理可以去除3D打印试件上弱连接的金属颗粒,提高实体模型与设计模型的相似性,在此基础上进行紫外光功能化处理可以显著提高3D打印Gyroid结构种植体的亲水性且不影响其结构。

摘要：目的:探讨不同骨倾角对口腔种植机器人种植手术精度的影响。方法:设计了3种骨倾角模型(分别为45°组、60°组、90°组),采用锥形束计算机断层扫描(cone beam computed tomography,CBCT)对模型进行扫描,并将数据导入机器人系统中进行种植规划。在机器人引导下,分别在3种骨倾角下共植入90枚种植体。术后通过CBCT扫描比较术前规划与实际植入位置的偏差。主要测量指标为种植体植入点、根尖点和角度的总偏差。结果:在45°组、60°组和90°组中种植体植入点总偏差分别为(0.52±0.15)、(0.36±0.13)和(0.34±0.15)mm,根尖点总偏差分别为(0.64±0.19)、[0.46(0.42,0.55)]和(0.37±0.15)mm,角度总偏差分别为(1.27±0.22)°、(1.09±0.21)°和(0.48±0.22)°,且均存在显著统计学差异(P<0.05);在种植体植入点横向和深度偏差、根尖点横向和深度偏差也均存在统计学意义(P<0.05)。结论:口腔种植机器人在3种骨倾角下均能实现较高的种植精度,达到良好的临床效果,但不同骨倾角之间的种植精度存在一定差异。

摘要：目的探索Gyroid结构试件表面构建微纳复合形貌对力学和生物学性能的影响,设计并制备修复上颌骨缺损的仿生支架。方法设计和制造壁厚0.25 mm、0.3 mm、0.35 mm、0.4 mm、0.45 mm的Gyroid结构力学模型,基于力学压缩试验筛选适用于修复上颌骨缺损的Gyroid结构壁厚,设计并通过激光选区熔化技术(selective laser melting,SLM)制备上颌骨修复支架。表面处理实验分组为SLM组(常规处理)、SLA组(Al_(2)O_(3)喷砂+酸处理)、SAN组(Al_(2)O_(3)喷砂+酸处理+阳极氧化),观测表面形貌、粗糙度、静态接触角,对比表面处理后各组弹性模量。将试件与小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1)共培养,通过细胞增殖、细胞形态、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性分析试件对细胞增殖和分化的影响。结果0.35 mm壁厚Gyroid结构弹性模量为(2.78±0.03)Gpa,适用于上颌骨支架。同一壁厚下,表面处理前后试件弹性模量差异不具有统计学显著性(P>0.05)。SAN组的细胞增殖、细胞形态、ALP活性优于SLA组、SLM组(P<0.05)。结论0.35 mm壁厚的Gyroid结构经表面处理后对其力学性能影响不大,微纳复合形貌Gyroid结构表面具备较满意的细胞相容性和成骨效果。

摘要：目的:分析下颌骨正中联合骨折使用钛板固定过程中钛板的应力分布情况,再评估3D打印钛板的厚度、表面缺陷、表面粗糙度和机械性能。方法:分别数字化设计并建模,以有限元分析与静态力学分析所用钛板的外形,先模拟下颌骨正中联合骨折经钛板固定承受单侧咬合力的情况,并进行有限元分析,再对成品钛板与3D打印钛板进行厚度、粗糙度以及静态力学性能检测。结果:下颌接骨板应力集中部位主要在桥接部位;静态力学试验结果显示,3D打钛板的屈服载荷、最大载荷均显著大于成品微型和小型钛板(P<0.001);3D打印钛板经打磨抛光后厚度、粗糙度接近成品钛板。结论:3D打印钛板经打磨抛光后其厚度、精准度、粗糙度、机械性能均较佳。