人工牙槽骨三维打印成型路径优化与实验分析

发布时间：2017-10-13 08:20

  本文关键词：人工牙槽骨三维打印成型路径优化与实验分析

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【摘要】：在现代口腔医学研究中,口腔无牙颌患者牙槽骨的修复治疗是一项重要难题。如果想要得到良好的义齿修复效果,拟植入一定的植骨材料垫高牙齿根基,重建牙槽骨解剖外形以此达到良好的义齿修复效果,为无牙颌患者提供优良的修复治疗。将三维打印技术和组织工程骨的制造相结合是目前制造生物组织骨支架的主流方法。针对支架的特点,本论文在已有的成型路径上提出了四种不同的优化方案,其优点是可以保证材料连续出丝和规避相邻层搭接问题,目的是通过实验对其进行比较,确定出最佳成型路径。首先基于Delphi平台开发了一套针对牙槽骨模型的数据处理软件,使其能够对模型文件进行分层处理和成型路径规划,将提出的四种优化路径通过软件来表达,并转换成G代码备以加工。将具有良好生物相容性的羟基磷灰石和海藻酸钠作为成型材料,把数据处理软件生成的G代码输入到自行开发的三维打印成型设备,采用气动挤出沉积成型工艺,应用三维打印技术制造出同种规格不同路径的牙槽骨结构模型。对其宏观表征、微观结构、力学性能参数及生物特性,分别作了对比和评价,发现斜45°直线交叉填充路径成型的模型是可用于人工骨损失修复的最优选择。本论文针对牙槽骨支架的数据处理软件开发和实验研究分析,可为骨组织工程材料的研究提供一定参考。
【关键词】：三维打印 成型路径 牙槽骨 气动挤出沉积成型 数据处理
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R783.1;TP391.73
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-11
• 1.1 课题背景6-7
• 1.1.1 课题来源6
• 1.1.2 课题的解决方法6-7
• 1.2 快速成型制造技术的概述7-8
• 1.2.1 快速成型制造技术的原理和特点7
• 1.2.2 快速成型制造技术与组织工程骨的结合7-8
• 1.3 课题的研究目的与意义8-9
• 1.4 本文的主要工作9-11
• 第二章 人工牙槽骨的成型及优化方案设计11-18
• 2.1 人工牙槽骨快速成型制造的总体流程介绍11-13
• 2.2 牙槽骨模型成型工艺研究13-16
• 2.2.1 成型材料与设备13-15
• 2.2.2 成型工艺的分析15-16
• 2.3 牙槽骨模型优化方案设计16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第三章 STL文件的分层与填充算法研究18-37
• 3.1 STL模型的几何特性和分层思路18-19
• 3.2 分层算法的实现19-26
• 3.3 层片成型路径的研究及其优化26-29
• 3.3.1 几种不同填充路径的分析26-28
• 3.3.2 填充路径的优化方案28-29
• 3.4 填充路径扫描算法的实现29-36
• 3.4.1 算法的描述29-30
• 3.4.2 层片轮廓极值点的计算30-32
• 3.4.3 截面轮廓的填充轨迹计算32-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 数据处理软件的设计与实现37-52
• 4.1 软件实现的功能及特点37-40
• 4.2 软件的整体设计方案40-42
• 4.2.1 软件功能模块设计41-42
• 4.2.2 开发平台的选择42
• 4.3 具体模块设计42-51
• 4.3.1 STL文件处理模块设计42-44
• 4.3.2 轮廓的提取和显示模块设计44-47
• 4.3.3 路径填充模块设计47-50
• 4.3.4 机床调试模块设计50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 人工牙槽骨打印成型件的实验分析52-58
• 5.1 人工牙槽骨的宏观结构分析52-53
• 5.2 人工牙槽骨的微观结构分析53-54
• 5.3 人工牙槽骨的力学性能分析54-55
• 5.4 人工牙槽骨的生物性能测试55-57
• 5.4.1 人工牙槽骨的生物相容性实验55-56
• 5.4.2 兔桡骨缺损修复试验56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 全文总结58
• 研究展望58-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士期间发表的论文64-65
• 致谢65-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 高雁;;一位中国3D打印技术先行者的故事[J];中国机电工业;2012年11期

2 刘晓辉;;快速成型技术发展综述[J];农业装备与车辆工程;2008年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 汤兵;台式低成本快速成型系统工艺与控制软件的研究与开发[D];南京理工大学;2002年

2 吴斌;羟基磷灰石骨生物支架的制备与评价[D];华中科技大学;2013年

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本文编号：1023787