基于3D打印的复合结构人工骨制备工艺研究

发布时间：2017-04-13 11:09

  本文关键词：基于3D打印的复合结构人工骨制备工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：骨骼是人体的支撑结构,在保持人体健康方面具有非常重要的影响。对于轻微的、小范围的局部骨损伤,骨组织能够以自我修复能力恢复健康。但更多情况下,骨骼的病变以及创伤,是无法自我修复的。因此,需要移植人工骨支架促进损伤骨组织修复愈合。自然骨具有多孔的特性,且孔隙三维贯通。为保证人工骨支架的生物活性,将人工骨支架的结构设计为内部孔隙均匀分布、微管三维正交搭接的仿生结构。针对成型工艺中遇到的问题,本文详细分析研究每个步骤。分析在人体自然骨受力情况下,单元人工骨支架不同微观结构的影响,整体外形对人工骨支架的影响。本文主要研究成型工艺,因此使用规则的人工骨支架微观结构和宏观结构。研究不同参数的模拟分析,最终确定人工骨支架试样的流道截面为圆形,宏观结构为立方体。研究制备工艺,设计制作了更方便使用的压注成型器,解决了手工填充方式所带来如用料量不精确,材料填充不均匀、有气泡,以及不均匀凝固,不能准确控制加载量,易造成负型微管断裂,不易脱模等问题。分析研究不同材料的负型对人工骨支架的影响,选择合适的人工骨支架负型材料,解决了针对实验过程中出现的人工骨支架检测出污染物、去模后碎裂的现象;根据具体情况,选择填充材料;根据去除负型的温度场模拟分析,设定加热温度曲线。初步研究单一材料的人工骨支架力学性能较差的问题,设计并制备了生物陶瓷与钛合金的复合结构人工骨支架。支架由多孔生物活性材料人工骨支架与钛合金网架两部分组成,避免大面积使用钛合金造成生物相容性差以及单一生物活性材料力学性能差的问题。
【关键词】：3D打印 人工骨支架 组织工程
【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】：R318.17;TP391.73
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 研究背景及课题意义7-9
• 1.1.1 研究背景7-8
• 1.1.2 课题意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 快速成型技术在骨科医学方面的发展9-10
• 1.2.2 研究现状与发展趋势10-15
• 1.3 论文主要内容15-18
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-18
• 第二章 生物活性陶瓷人工骨支架负型的设计18-27
• 2.1 人工骨支架的基本结构18-19
• 2.2 人工骨支架结构设计19-24
• 2.2.1 不同截面的流道对微单元的影响19-22
• 2.2.2 不同宏观外形对人工骨支架的影响22-24
• 2.3 支架负型宏观结构设计24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 人工骨支架的制备工艺研究27-43
• 3.1 支架负型的填充工艺研究27-30
• 3.1.1 压注成型器28-29
• 3.1.2 填充人工骨支架负型29-30
• 3.2 支架负型的去除工艺研究30-37
• 3.2.1 取出已填充的试样30-31
• 3.2.2 加热去除负型31-35
• 3.2.3 内部形貌及成分分析35-37
• 3.3 压缩试验37-39
• 3.4 加热温度参数分析39-42
• 3.4.1 三维建模39-40
• 3.4.2 网格划分40
• 3.4.3 分析与讨论40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 复合结构人工骨支架的设计制备43-49
• 4.1 复合结构人工骨支架负型的设计43-46
• 4.1.1 负型边框及中心的设计44-45
• 4.1.2 钛合金网架的设计45
• 4.1.3 复合结构人工骨支架负型45-46
• 4.2 复合结构人工骨支架的制备46-48
• 4.2.1 负型的制造46
• 4.2.2 加热去除负型46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 总结与展望49-51
• 5.1 总结49
• 5.2 展望49-51
• 参考文献51-54
• 硕士期间发表论文与专利54-55
• 致谢55-56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 谭永生;FDM快速成型技术及其应用[J];航空制造技术;2000年01期

  本文关键词：基于3D打印的复合结构人工骨制备工艺研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：303437