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，是實現(xiàn)人個體承力骨修復(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，研究了成型工藝對試樣結(jié)構(gòu)特性的影響規(guī)律，為個體化人工骨仿

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，針對病牙特征，首次提出借助三坐標(biāo)激光掃描儀對患者所換牙齒進行外觀數(shù)據(jù)采集的方法，利用逆向和建模軟件對試件進行了外型仿生建模，獲得了具有與所采集的點云數(shù)據(jù)對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，探索了一種快速個性化牙齒仿生設(shè)計建模的新方法。
　　 采用正交實驗法，設(shè)計了選擇性激光燒結(jié)的實驗方

3、案，進行了選擇性激光燒結(jié)成型實驗研究。以316L不銹鋼為試驗原料，采用優(yōu)化出的多孔模型，使用自制的選擇性激光燒結(jié)成型實驗裝置，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程中的切片處理與工藝加工等難點問題，并借助電子顯微圖像，進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。在對孔隙率的影響因素中，激光功率對其影響最大，掃描路徑、掃描速度、鋪粉層厚和掃描間距對其影響率逐步降低。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)對平均孔徑的影響次序為掃描速度影響力最大，鋪粉層厚次之，掃描