基于羥基磷灰石的3D打印和燒結強化人工骨技術研究.pdf

1、人工骨制備屬于個性化制造，不僅要求與患者的骨缺損部位相符合，還要有良好的力學性能，具有與人體骨組織相似的相互連通的微孔洞結構。使用傳統(tǒng)加工方法（如車、銑、磨、鍛等），難以加工出內部的微孔洞結構，往往需要很長的時間，產品不一定滿足個體化患者需求，經常需要進一步的后處理加工。采用3D打印技術加工人工骨，理論上能加工出任意形狀的人工骨及其內部的微孔洞結構，并能控制微空洞的數(shù)量、大小及分布，為細胞、血管等的長入提供生長空間，加快骨修復過程。

2、r>　　本研究首先分析人工骨的傳統(tǒng)加工方法的局限性，結合3D打印技術的快速發(fā)展現(xiàn)狀，最終提出了一種采用3D打印技術加工多孔人工骨的方案：采用三維打印法（3DP）加工羥基磷灰石生物陶瓷，使用聚乙烯醇作為粘結劑，使用無水檸檬酸作為造孔劑，使用氧化鋯作為增韌物質。在設計新方案的過程中，在一些重要方面進行了理論分析研究：3D打印技術相對于傳統(tǒng)人工骨加工方法的優(yōu)點，不同的3D打印技術對于人工骨加工的優(yōu)缺點，陶瓷燒結強化方式的選擇，多孔生物陶瓷相對

3、于致密生物陶瓷的優(yōu)勢，新型三維打印機的性能要求，人工骨陶瓷基體材料的選擇，粘結劑、造孔劑、增韌物質的選擇、生物陶瓷的性能評價指標等。結合提出的方案，在借鑒普通的三維打印機的基礎上做出了一些改進，例如Z方向工作臺的傳動結構設計，添加可以噴射不同類型材料的多噴頭結構，造孔劑添加量與孔隙率的關系等，對新型3D打印機的工藝流程、系統(tǒng)組成、性能要求、加工誤差分析等方面進行了研究。本文在理論上研究了羥基磷灰石的燒結特性，選擇了合適的燒結方式（微波燒