用激光烧结法制备钛螺纹型牙种植体
提高强度、降低重量的复合材料运载工具
５ 技ｅ ａａ ｒ ｅｄｒ ｌ ｌ ｎ ｉ Ｓ 公司在用Ｄ Ｓ ＭＬ 生产医疗装置和部件方面处于全球领先地位。 公 司 已经研 发 了称之 为ＴＸｏ的螺 纹型 牙种 植体 。通 常的 制备方 法是 对金属 进行 机械 加工 ， ｉ ｓ 而在激光烧结工艺中，螺纹型牙种植体是在熔融的钛粉末中生长，所 以材料的利用率高。 通过控制对钛粉末的激光照射可生成充分致密体和多孔表面的混合结构，无需覆盖涂层并 具 有 高的生 物活性 。 由于不需要加工，所以可根据需要生产各种不同的型号和尺寸的螺纹型牙种植体。产 品设计主管说： 激光烧结法使我们能够利用电脑设计来制备钛螺纹型牙种植体，通过相连 “ 的小 洞 和微 孔 使 其 具有 与 骨 结构 相 同的 表面 ，而 用通 常 的制 备 方 法做 到 这 一 点 是不 可 能 的 。 ”
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些大型运载工具横跨有效载重舱的宽度，会给航天飞机的重量增加数干磅。为了减轻重量， 哈勃太空望远镜的研究 团队用复合材料建造了Ｓ ， ｕＣ 同时也进行了更先进的结构效率设计 。 复合材 料包 括碳 纤维 氰酸 酯树脂 复合 材料 和钛 金属 基复 合材 料 。Ｓ Ｉ 是 随航天 飞 机 飞行的 ＬＣ 第一 台全复 合 效率运 载工 具 。高 效设 计加上 组合 结构 使 得它 比以前 的铝制 运载 工 具更轻 ， 强度更 高 。它 的重量 为 １５磅 ，是 以前的运载 工 具重 量 的一 半 ，但运 载 能力几 乎 是原来 的 ７０ 两倍。Ｓ Ｉ 的抗疲劳强度也有所提高，使它不会受到磨损和开裂的影响。 ＬＣ （ 文梅 摘 译 ） 黄
美 国华盛顿大学Ｓｌ ｉ ｏｅ ｈ ｍ快速成型实验室的工程师和艺术家组成的研 究小组用常规的 ３Ｄ － 打印机制备出玻璃物体 。Ⅵ仃 ）ｈ 工艺是继该实验室在用常规 的３Ｄ ｒｉ ｐｃ ． 打印机成功制备 陶 瓷物 体后 的另一 工艺 。 机械工程师和实验室副主任Ｍａ ａｔ 教授说：“ ｒ Ｇ ｎｅ ｋ ｒ 很明显， 如果我们能够把材料处理成
3D打印多孔钛个性化根形种植体的设计和制造
3D打印多孔钛个性化根形种植体的设计和制造作者：种河婷张雯婷马丹丹刘昌奎黄硕来源：《科技资讯》2021年第05期摘要：目的介绍一种基于锥形束CT（Cone beam CT，CBCT）获得牙根三维模型，利用计算机辅助设计（CAD）构建与牙根形态一致的表面多孔种植体，通过选择性激光熔融（SLM）技术进行3D打印制造表面多孔的根形种植体（Root-analogue implant，RAI）的方法。
材料与方法使用CBCT对1位拔牙患者的头颅进行扫描，将生成的DICOM文件导入Mimics医学影像处理软件，分离牙齿和颌骨，将牙齿的三维网格保存为标准化的三角测量语言（STL）文件。
将文件导入Geomagic Studio软件进行修饰，再用3-Matic Medical建模软件进行牙根表面的多孔结构设计以及牙冠部的基台设计。
采用SLM技术和生物相容性钛合金（Ti6Al4V）粉末进行制造。
结果设计得到的个性化根形多孔钛种植体模型，其表面多孔层厚度为0.5 mm，孔径0.5 mm，孔隙率为70%，多孔层内部为缩小的根形实心结构。
3D打印制造的成品形态与设计模型一致，其颈部以下外形也与拔除的患牙一致。
结论利用3D打印技术制造个性化多孔钛种植体可能成为即刻种植的一种方法，因其与牙槽窝的适合性，相比較于传统的即刻种植能够缩短治疗周期，但是否能够达到良好的骨结合尚需进一步实验验证。
关键词：3D打印多孔钛个性化根形种植体即刻种植中图分类号：R783.6 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）02（b）-0005-05Design and Manufacture of 3D Printing Porous Titanium Root-Analogue ImplantZHONG Heting ZHANG Wenting MA Dandan LIU Changkui HUANG Shuo*（School of Stomatology， Xi'an Medical University， Xi'an， Shaanxi Province， 710021 China）Abstract：Objective This paper introduces a method to obtain the three-dimensional model of tooth root based on cone beam CT （Cone beam CT， CBCT） to construct the surface porous implant consistent with the root shape by computer-aided design （CAD）， and to manufacture the root-analogue implant （RAI） by 3D printing by selective laser melting （SLM） technology. Materials and methods The head of a patient with tooth extraction was scanned with CBCT， and the generated DICOM file was imported into Mimics medical image processing software to separate teeth and jaws， and the three-dimensional mesh of teeth was saved as a standardized triangulation language （STL） file. Import the file into Geomagic Studio software for modification， and then use 3-Matic Medical modeling software to design the porous structure of the root surface and the abutment of the crown. It was manufactured by SLM technology and biocompatible titanium alloy （Ti6Al4V） powder. Results The designed porous titanium root-analogue implant model has a surface porous layer thickness of 0.5 mm， a pore diameter of 0.5 mm， a porosity of 70%， and a reduced root solid structure inside the porous layer. The shape of the finished product produced by 3D printing is consistent with the design model， and the shape below the neck is also consistent with that of the extracted teeth. Conclusion Using 3D printing technology to make personalized porous titanium implant may be a method of immediate implantation. because of its suitability with alveolar fossa， it can shorten the treatment cycle compared with traditional immediate implantation. however， whether a good bone union can be achieved or not needs further experimental verification.Key Words：3D printing; Porous titanium; Root-analogue implant; Immediate implant近年来，种植义齿越来越多地应用到牙列缺损的修复当中，与延期种植相比，即刻种植能够缩短治疗周期，最大限度保留和利用剩余骨量，可以尽早恢复患者的咀嚼功能和美观。
试析选择性激光熔化技术在口腔医学领域中的应用
试析选择性激光熔化技术在口腔医学领域中的应用摘要：近些年，随着精密制造技术和新型金属材料的发展，快速成型技术（RP）得到了广泛的应用。
口腔医学通过个性化诊断疑难病例和植入体以及器械的操作，使诊断的准确性得到极大的提升，获得的临床和美学效果比较满意。
激光快速成形技术（LRF）把RP技术和激光涂覆技术有效的结合起来，在口腔医学的众多分支中得到广泛的渗透，促进了口腔金属材料的加工和个性化的治疗。
本文分析了选择性激光熔化技术（SLM）在口腔医学领域中的应用，以供参考。
关键词：选择性激光熔化口腔医学应用1.选择性激光熔化技术概述常见的激光快速成形技术包括光固化立体造型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、激光熔覆成形（LCF）、分层实体制造（LOM）、选择性激光熔化（SLM）等。
根据快速成型的原理，SLM在超高能量密度激光束的热作用下，逐层熔化金属粉末原料并快速冷却，如此循环堆积增量，最后直接把三维计算机复杂的辅助设计和辅助制造（CAD/CAM）的模型加工成型。
SLM技术在制造中避免了减法制造的贵重金属浪费和不必要的污染；还可以通过逐层堆积金属粉末制造出内部腔隙复杂的个性化医用金属零件或精密额几何形状，使其逐渐摆脱模具和人员的束缚，使口腔医学的数字化制造真正实现，其效率成倍增加。
2.SLM在口腔医学领域中的应用2.1在口腔颌面外科领域的应用纯钛因其良好的生物相容性、高强度的抗腐蚀性等成为颅颌面骨缺损修复的植入材料。
因为颅颌面部骨硬组织的形状比较复杂，腔隙结构不规则，和周围解剖关系比较密切，医生手术时经常需要拼接或塑形和患区骨骼匹配不好的植入物，所以会使植入物产生塑形疲劳和欠佳的外观效果，使手术时间延长。
当前运用先进的SLM技术，可以通过CAD模型使金属植入物直接成型，使其制作周期大大缩短。
另外运用传统复杂的制造工艺对于结构复杂的修复体加工比较困难，还容易出现裂纹、微孔、铸造不全等现象，使人体长期使用植物体留下风险隐患。
选择性激光烧结3D打印钛合金种植体的制备及其体内研究
选择性激光烧结3D打印钛合金种植体的制备及其体内研究目的:制备Ti-6Al-4V钛合金3D打印种植体(TC4种植)后分析其精确度及表面形貌,并通过体内实验探究TC4种植体的骨结合性能,从而为3D打印种植体进行临床推广运用提供理论依据。
方法:1.TC4种植体的模型建立与试件制备:以Straumann种植体为原型,通过3D扫描技术建立种植体模型,运用选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)技术制作TC4种植体,并完成精度测量与误差分析;利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和能量色散X射线光谱仪(Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy,EDS)对比分析TC4种植体与Straumann种植体的表面形貌差异。
2.TC4种植体骨结合性能的体内研究:以3D打印制备的TC4种植体为实验组(TC4种植体组),Straumann种植体为对照组(Straumann种植体组),在6只家兔双侧股骨区建立种植体模型,每侧股骨均植入1颗TC4种植体和1颗Straumann 种植体(共植入12颗TC4种植体和12颗Straumann种植体)。
并在术后2周、4周、8周时处死动物,完成大体标本观察;通过HE染色、甲苯胺蓝染色、Masson 染色、亚甲基蓝-酸性品红染色依次观察成骨细胞分布情况、新旧骨形成界面、胶原纤维及骨组织成熟情况,并结合术后扫描电子显微镜及能量色散X射线光谱仪对比评估TC4种植体与Straumann种植体的骨结合性能差异。
结果:1.3D扫描技术联合选择性激光烧结技术能够制作出结构完整、表面粗糙的TC4种植体。
误差分析结果显示,TC4种植体与最终模型在体宽(p=0.308)、植体颈部最大直径(p=0.111)、螺距(p=0.259)三项主要外形特征上的差异均无统计学意义。
扫描电子显微镜观察可见TC4种植体表面无明显结构缺陷,连通的孔隙结构散在分布于致密的片层状结构之间,而Straumann种植体表面有均匀分布的微小孔隙结构;X射线能谱分析显示TC4种植体的主要金属成分为Ti和Al,其次含有少量V和微量Fe,与粉末原材料基本保持一致。
钛医疗种植体加工系列
钛医疗栽种体的加工医疗装置制造商面对诸多棘手的挑战。
他们的客户要求使用难于加工的资料，比如钛，生产出细小的、更复杂的部件并且要求特别精细。
最重要的是他们一定按严格的规章操作，需要切合多方面的、严实的文件要求。
矫形装置的设计需要切合骨骼和关节的复杂形状，因此这些部件的加工也很复杂。
从棒料加工出来的这些装置，需要切掉大批的资料，因此因为很多资料的切削性能指数低，使工序很昂贵。
所以，一些部件锻造成靠近部件的最后形状，这常常需要复杂且昂贵的夹具。
另一个加工复杂性的问题是大多半装置物需要严格的公差——英寸或更小。
因为这些压力，引出新技术帮助制造医疗部件的车间应付竞争。
Agile 的12 轴车床、新等级的刀片和创新的展转法螺纹加工机能生产这些复杂部件，精度特别高；电火花加工中的很多创新，使高质量部件的生产更快，除去了很多老加工技术中固有的问题。
医疗装置特别精细钛的问题不锈钢与钛是医疗植入物用得最多的资料。
不锈钢往常用于不是永远性置入体内的栽种体。
钛往常情愿用于医疗栽种体，是因为它的重量轻、强度高及其生物相容性。
此外，钛栽种体可用于磁共振成像和计算层析 X 射线拍照法成像诊疗程序，因此，栽种体植入后不会影响病人进行这些诊疗程序。
钛6AL-4V ELI 是用于制造胯关节、接骨螺钉、膝关节、板形骨或器官、假牙和外科装置的标准资料。
可是，钴铬合金因为其坚硬、更密切的粒度和比钛更干净，会愈来愈常常使用。
加工钛合金比加工钢所需的切削力只稍微大一点，可是，钛合金的冶金特征使其比相当硬度的钢更难于加工。
钛有一种加工硬化性，这类特征除去了切削刀具前面的固结金属(卷边)。
这有助于加大加工中的剪切角，因此形成薄的切屑，与切削刀具表面在相当小的面积上接触。
因为这加工硬化性，在刀具与工件运动接触中，进给不该停止。
这样在加工中产生的大的支承力，联合在接触区由切屑所产生的摩擦力，致使在刀具局部区热量大大增添。
切削钛所产生的热量，不会很快消失，因为它是不良导体。
种植体制备方法
种植体制备方法
种植体的制备方法因材料、设计和应用场景而异，但一般而言，种植体的制备需要经过以下步骤：
1. 材料选择：选择合适的材料是制备种植体的关键步骤，常用的材料包括钛、陶瓷和聚合物等。
钛因其良好的生物相容性和机械性能而被广泛使用。
2. 设计：根据应用场景和需求，设计种植体的形状、大小和结构。
设计应考虑多种因素，如骨整合、机械稳定性、耐腐蚀性和美学效果等。
3. 加工：根据设计图纸，利用机械加工或激光切割等方法将材料加工成所需的形状。
对于钛种植体，通常需要进行表面处理以提高骨整合效果。
4. 抛光和清洗：去除加工过程中产生的毛刺和污染物，并进行必要的抛光和清洗。
5. 质检和包装：对制备好的种植体进行质量检查，确保其符合相关标准和设计要求。
然后进行适当的包装，以便运输和储存。
6. 灭菌和注册：根据需要，对种植体进行灭菌处理，并按照相关规定进行注册和备案。
在制备过程中，需要注意以下几点：
1. 精度要求高：种植体的制备需要保证较高的精度，以确保其与骨组织的良好结合。
2. 表面处理：对于钛种植体，表面处理是关键步骤之一，可以提高骨整合效果和机械稳定性。
3. 质量控制：严格控制制备过程中的每个环节，确保最终产品的质量和安全性。
4. 遵循法规：在制备和注册过程中，需要遵循相关法规和标准，确保产品的合法性和合规性。
以上是种植体制备方法的一般流程和注意事项，具体操作可能因材料、设计和应用场景而有所不同。
建议在进行种植体制备前，咨询专业医生或工程师的建议和指导。
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提高强度、降低重量 的复合材料运载工具
ＮＡＳ Ｇ ｄａｄ 间飞行 中心称 ， 宇航 员每 次升起 哈勃 太 空望远 镜 时，一种 新 型的运载 Ａ ｏ ｄｒ空 工具 就会横 跨在 装在 特 殊托板 上 面 的轨道 上 。这种 复合 超轻 可 互换运 载工 具 是在 原有 设备 基础上 改进 的新 设备 。它被放 在 航天 飞机上 ，协助 执行 对 哈勃太 空望 远镜 的维修 工作 。这
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用激光烧结法制Байду номын сангаас钛螺纹型牙种植体
意大利 的Ｌ ａｅ ａａ ｒ ｅｄｒ ｌ ｌ ｎ ｉ Ｓ 公司在用Ｄ Ｓ ＭＬ 生产医疗装置和部件方面处于全球领先地位。 公 司 已经研 发 了称之 为ＴＸｏ的螺 纹型 牙种 植体 。通 常的 制备方 法是 对金属 进行 机械 加工 ， ｉ ｓ 而在激光烧结工艺中，螺纹型牙种植体是在熔融的钛粉末中生长，所 以材料的利用率高。 通过控制对钛粉末的激光照射可生成充分致密体和多孔表面的混合结构，无需覆盖涂层并 具 有 高的生 物活性 。 由于不需要加工，所以可根据需要生产各种不同的型号和尺寸的螺纹型牙种植体。产 品设计主管说： 激光烧结法使我们能够利用电脑设计来制备钛螺纹型牙种植体，通过相连 “ 的小 洞 和微 孔 使 其 具有 与 骨 结构 相 同的 表面 ，而 用通 常 的制 备 方 法做 到 这 一 点 是不 可 能 的 。 ”
些大型运载工具横跨有效载重舱的宽度，会给航天飞机的重量增加数干磅。为了减轻重量， 哈勃太空望远镜的研究 团队用复合材料建造了Ｓ ， ｕＣ 同时也进行了更先进的结构效率设计 。 复合材 料包 括碳 纤维 氰酸 酯树脂 复合 材料 和钛 金属 基复 合材 料 。Ｓ Ｉ 是 随航天 飞 机 飞行的 ＬＣ 第一 台全复 合 效率运 载工 具 。高 效设 计加上 组合 结构 使 得它 比以前 的铝制 运载 工 具更轻 ， 强度更 高 。它 的重量 为 １５磅 ，是 以前的运载 工 具重 量 的一 半 ，但运 载 能力几 乎 是原来 的 ７０ 两倍。Ｓ Ｉ 的抗疲劳强度也有所提高，使它不会受到磨损和开裂的影响。 ＬＣ （ 文梅 摘 译 ） 黄
２１ 年 第 ６ ００ 期
Ｈ ｒ ｄ 公司 已经把这种涂层用在钢和钛上，得到的结论是 “ ａ ｅ ￣ 很有应用前景” 。涂层对 液滴的抗腐蚀性已达到ｎＮ 。该新型涂层的抗液滴腐蚀性能接近Ｔ ｉ Ｎ，新型涂层的使用厚度 可 以是１ 涂 层 厚度 的２ 倍 以上 。 ５ （ 黄文 梅 摘译 ）
Ｌ ａｅ ｍ ａＳ 公司用 德 国的奥 斯 公司提供 的Ｅ ＩＴ Ｍ２ ０ 激光烧 结 系统来 进行 此 ｅｄｒＩ ｆ ｄ ｉ ＯＳＮ ７型 项工 作 。Ｔ－ＡＩ Ｖ钛 合金 是选 择最 多的 ，其次就 是超低 空 隙级 的纯钛 粉 。 ｉ ． ６ ４ （ 黄文 梅 摘译 ）
用３Ｄ打 印机和玻璃粉末快速成型 ．