【摘要】：目的:應用3D打印技術制作兩種多孔鈦試件,分析其生物力學性能;觀察復合涂層3D打印多孔鈦骨仿生牙種植體體內(nèi)骨結(jié)合的情況,為復合涂層3D打印鈦骨仿生牙種植體的臨床應用提供實驗依據(jù)和理論支持。方法:1、通過Geomagic studio2012及Rhino6.0建模軟件設計尺寸為5mm×5mm×15mm的兩種不同孔徑大小及孔隙率的試件:A組試件的內(nèi)層孔隙率為50%,孔徑大小為300μm,外層孔隙率為70%,孔徑大小為500μm,內(nèi)外厚度之比1:1,內(nèi)外孔形為正方形;B組試件的整體孔隙率為50%,孔徑大小為300μm,孔形為正方形。A、B兩組分別應用3D打印激光快速成形技術制備6個標準試件;應用萬能試驗機對兩組試件進行壓縮實驗來比較兩種試件的屈服強度及彈性模量。挑選8只符合實驗標準的成年雄性比格犬,并隨機標記為B1-B8,分別選取右側(cè)下頜第三、第四前磨牙作為目標牙,共16顆牙(32個牙根);應用錐形束CT(CBCT)采集目標牙的DICOM格式原始圖像,導入mimicis17.0建模軟件內(nèi),選擇合適的閾值并提取目標牙的三維圖像;應用Geomagic studio2012及Rhino6.0建模軟件設計梯度多孔結(jié)構(gòu)的種植體下部(內(nèi)層孔隙率50%,孔徑大小300μm,外層孔隙率70%,孔徑大小500μm,內(nèi)外厚度之比1:1,內(nèi)外孔形正方形)及高出牙槽嵴頂約1mm的光滑圓弧形的仿生牙種植體上端平臺;應用3D打印技術分別制備32顆多孔鈦骨仿生牙種植體,對仿生牙種植體上端平臺部位進行打磨和拋光,然后將植體進行酸蝕、超聲波清洗機震蕩清洗,高溫高壓消毒,包裝備用。將植體進行分組:對照組(Contro組)為無涂層組,共16顆,實驗組(CSn組)為殼聚糖納米粒(CSn)涂層組,共16顆。在全麻下即刻拔除比格犬相應的目標牙、切開翻瓣、清理牙槽窩、對照牙位分別植入32顆3D打印鈦骨仿生牙種植體,在無張力的情況下嚴密縫合牙齦軟組織創(chuàng)口,術后觀察動物的生命體征及種植體存留情況;術后1個月時進行影像學觀察及取材制備組織切片進行組織形態(tài)學觀察。結(jié)果:1、A組試件的平均屈服強度為184.8±3.9MPa,平均彈性模量為11.9±0.4GPa;B組試件的平均屈服強度為425.4±1.2MPa,彈性模量為30.3±0.8GPa,差異有統(tǒng)計學意義(t=135.7、48.7,p0.05)。2、應用3D打印制作的32顆多孔鈦骨仿生牙種植體,其形態(tài)與目標牙的牙根基本一致,制作精度高,無一顆殘次品,各孔隙大小一致,且相互通連;經(jīng)拋光后的仿生牙種植體上端平臺表面光滑,無尖銳突起;CSn組復合涂層殼聚糖納米粒均勻一致;術中微創(chuàng)拔牙,無一例損傷牙槽骨骨壁,種植體成功的實現(xiàn)了與目標牙的即刻置換,就位正確,初期穩(wěn)定性均良好,無一例種植體多孔結(jié)構(gòu)暴露,32顆3D打印多孔鈦骨仿生牙種植體均實現(xiàn)了埋入式愈合;術后動物生命體征良好,本實驗僅有一只動物的四顆種植體由于軟組織創(chuàng)口裂開于術后1個月時發(fā)生種植體周圍炎,導致四顆種植體松動脫落,其余28顆種植體植入后軟組織創(chuàng)口Ⅰ期愈合,影像學觀察仿生牙種植體與牙槽窩骨組織結(jié)合緊密,無透射區(qū);術后1個月取材制備組織切片進行組織形態(tài)學觀察,見CSn組和Contro組植體上端平臺被附著齦覆蓋,未見炎癥細胞浸潤;CSn組和Contro組的種植體表面、內(nèi)外孔隙內(nèi)均有新生骨形成,未見炎癥細胞浸潤;CSn組比Contro組的骨結(jié)合更廣泛、更緊密,內(nèi)外孔隙內(nèi)長入的新生骨更多,骨結(jié)合更好。組織形態(tài)統(tǒng)計學分析顯示Contro組與CSn組骨長入面積率分別為24.6%±2.2%、37.4%±1.8%(t=7.8,p0.05),Contro組與CSn組骨結(jié)合率分別為5.0%±0.4%、24.8%±1.5%(t=21.6%,p0.05),差異均有統(tǒng)計學意義。結(jié)論:1、內(nèi)層孔隙率為50%,孔徑大小為300μm,外層孔隙率為70%,孔徑大小為500μm,內(nèi)外厚度之比為1:1,內(nèi)外孔形均為正方形的試件的生物力學性能更符合低彈性模量多孔仿生牙的設計標準,該研究結(jié)果為3D打印多孔鈦仿生牙種植體的制備提供了實驗依據(jù);2、3D打印技術能夠制作出與目標牙形態(tài)完全一致的多孔鈦骨仿生牙種植體,公差小、精度高;3、復合殼聚糖納米粒涂層對3D打印多孔鈦骨仿生牙種植體的骨結(jié)合有更好的促進作用。
【圖文】：

建模后的A組試件:a為水平面觀，b為側(cè)面觀

圖 1-2.建模后的 B 組試件：c 為水平面觀，d 為側(cè)面觀件的制備試件模型通過 STL 格式導入 3D 打印機，使用粒徑末， 在氬氣環(huán)境中進行熔融燒結(jié)。激光光斑直徑為
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R783.6

【參考文獻】

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1 高亦林;游嘉;彭偉;周見;田明飛;;個性化擬自然牙種植體的設計及有限元分析[J];中國口腔種植學雜志;2015年02期

2 游嘉;方利華;張青;高亦林;彭偉;;基于SLM技術的表面多孔鈦金屬多根牙種植體的骨結(jié)合研究[J];中國生物醫(yī)學工程學報;2015年03期

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本文編號：2608075