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Xiang LI, Yun LUO, Chengtao WANG, Wenguang ZHANG, Yuanchao LI
《机械工程前沿（英文）》 2012年 第7卷 第1期 页码 66-71 doi: 10.1007/s11465-012-0302-y
Electron beam melting process was used to fabricate porous Ti6Al4V implants. The porous structure and surface topography of the implants were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and digital microscopy (DM). The results showed that the pore size was around 600 and the porosity approximated to 57%. There was about±50 μm of undulation on implants surfaces. Standard implants and a custom implant coupled with porous sections were designed and fabricated to validate the versatility of the electron beam melting (EBM) technique. After coated with bone-like apatite, samples with fully porous structures were implanted into cranial defects in rabbits to investigate the in vivo performance. The animals were sacrificed at 8 and 12 weeks after implantation. Bone ingrowth into porous structure was examined by histological analysis. The histological sections indicated that a large amount of new bone formation was observed in porous structure. The newly formed bone grew from the calvarial margins toward the center of the bone defect and was in close contact with implant surfaces. The results of the study showed that the EBM produced Ti6Al4V implants with well-controlled porous structure, rough surface topography and bone-like apatite layer are beneficial for bone ingrowth and apposition.
关键词： electron beam melting process implant porous structure bone ingrowth
面向医学应用的3D 打印技术现状综述 Review
严倩,董汉华,苏瑾,韩建华,宋波,魏青松, 史玉升
《工程（英文）》 2018年 第4卷 第5期 页码 729-742 doi: 10.1016/j.eng.2018.07.021
器官移植供体短缺一直是世界各国医学界面临的重大难题之一。传统方法不可避免地存在并发症、二次损伤和供体来源有限等潜在问题。3D 打印技术具有解决目前这些问题的潜力，可用于快速制造个性化组织工程支架、细胞原位修复组织缺陷，甚至直接打印组织和器官。打印的植入体和器官不仅与患者的受损组织完美匹配，而且能够调控材料微结构和细胞排列，促进细胞生长和分化。因此，这类植入体有望实现组织修复，甚至最终解决供体短缺问题。本文总结了3D 打印在医学领域相关研究和最新进展的四个层次，介绍了不同类型的生物医用材料，并讨论了医学应用中3D 打印所需材料和构建体外细胞质基质（ECM）存在的问题和未来的发展方向。
一种系统性制造3D打印患者匹配式颅颌面重建植入物的方法 Article
杜如虚, 苏宇雄, 颜瑜, 蔡颖珊, 杨伟发, 张春雨, 陈贤帅, Justin Paul Curtin, 欧阳江林, 张碧涛
《工程（英文）》 2020年 第6卷 第11期 页码 1291-1301 doi: 10.1016/j.eng.2020.02.019
通常，在头颈部外科中广泛应用的颅颌面重建植入物都被制造为标准样式。在手术过程中，医生必须手工弯折颅颌面重建植入物以匹配不同患者的骨骼解剖结构。弯曲植入物的过程非常耗时，尤其是对于一些缺乏经验的外科医生来说，很难操作。此外，反复的弯折可能会使得植入物内应力集中，在咀嚼载荷作用下易发生疲劳，最终导致植入物疲劳断裂、螺钉松动、骨吸收等并发症。目前已有一些关于3D打印颅颌面重建患者匹配式植入物的报道，但很少有人考虑到植入物的质量问题。在本文中，我们提出了一种制作颅颌面重建3D打印手术植入物的系统性方法。这一方法包括三个部分的内容：首先，我们基于SolidWorks®软件开发出一个容易使用的设计模块，该模块可帮助外科医生设计手术用颅颌面重建植入物及其辅助工具；设计工程师可以在此基础上进行更详细的设计，并借助有限元模拟来优化设计。接着，制造过程可分为三个步骤进行：第一步检测原材料粉末，第二步设置适当参数进行3D打印，第三步对3D打印产品进行后处理（即热处理和表面处理）以保证植入物的质量和性能。最后，对植入物进行成品检测和消毒后用于颅颌面重建手术中，术后再使用患者信息追踪软件辅助术后康复随访。采用这种方法，目前我们已成功完成了41例手术。3D打印患者匹配式植入物有很多优点，能减少手术时间，加快患者恢复。此外，本文提出的方法也有助于保证植入物的质量安全。
标题 作者 时间 类型 操作
Fabrication and in vivo evaluation of Ti6Al4V implants with controlled porous structure and complex shape
Xiang LI, Yun LUO, Chengtao WANG, Wenguang ZHANG, Yuanchao LI
期刊论文
杜如虚：3D打印颅颌面植入物（2019年6月15日）
杜如虚(院士)
2021年01月20日
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