3D打印个性化塑形钛网的力学分析

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目的:本研究应用3D打印技术,制作个性化塑形钛网,并通过力学测试,检测并分析了不同规格的钛网在垂直载荷下的位移变量,为临床应用个性化塑形钛网修复颌骨缺损提供实验数据。方法:首先选定一例11缺失伴一侧前牙区牙槽骨缺损的患者,获取其CBCT影像数据进行三维数字模型重建,以对侧为模板镜像形成缺损区颌骨表面形态,以此表面形态为依据,设计并分别打印出0.3、0.4、0.5㎜厚,结构为无孔、有孔、有孔且边缘加筋1㎜的7种规格钛网;然后3D打印该患者上颌骨树脂模型,其骨缺损区以HA(羟基磷灰石)填充,再将7种规格钛网先后固定于该缺损区,在钛网表面施加100N的垂直载荷进行钛网位移测试。结果:1.通过力学实验表明,在100N压力作用下,随着个性化塑形钛网厚度的增加钛网对力的承受能力逐渐增强,其位移变量逐渐减小。其中,0.3㎜厚度的钛网位移量最大,但未发生断裂。2.孔径的大小也会影响钛网的力学性能,随着孔径的减小,个性化塑形钛网的性学性能逐渐增强,其位移变量逐渐减小。结论:人肉眼能直接分辨物体的最小间隔为700μm,低于此数值的细微差异,不能被人眼观察到。目前3D打印技术可以打印出的钛网最薄厚度为0.3㎜。通过本实验测试,0.3㎜厚的个性化塑形钛网在载荷100N的压力下,未发生折断,其位移变量为404.680±2.8587μm低于700μm,并不会造成视觉偏差,从而最终修复效果也不会被影响。
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