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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。2.术后72小时内,实验动物精神状态欠佳,72小时后逐渐恢复正常,自由饮食活动。各个观察时间点(术后2周、4周、8周)大体标本显示,TC4种植体组和Straumann种植体组均无种植体松动或移位,种植体与骨组织结合牢固。3.HE染色显示,在术后2周、4周、8周时,TC4种植体组及Straumann种植体组种植体周围均未见明显的炎症细胞浸润行为。术后2周时,两组种植体-骨接触面均可观察到胞核深染、单层排列的成骨细胞聚集,数量上TC4种植体组略少于Straumann种植体组;术后4周,TC4种植体组及Straumann种植体组均可见新生类骨质形成;术后8周,两组在种植体-骨接触面处均已形成一定厚度的新生骨,Straumann种植体组新生骨组织内还可见发育成熟的骨单位形成。4.Masson染色显示,术后2周时,TC4及Straumann种植体组靠近种植体的骨组织内均可见深红色、矿化完全的原骨组织,骨单位显示清晰;术后4周,两组种植体周围组织内均存在新生胶原纤维形成,大量蓝染的新生胶原纤维间有发育相对成熟的骨组织呈红色点状散在分布;术后8周,TC4种植体组及Straumann种植体组一致表现为红-蓝相间的染色结果。5.甲苯胺蓝染色显示,术后2周时,两组实验对象紧贴种植体的骨组织边缘有胞核深染,胞浆呈淡蓝色的成骨细胞线性排列;术后4周,两组均可观察到种植体周围存在淡染的新生胶原纤维样结构,排列欠整齐;术后8周,TC4种植体组及Straumann种植体组均可见靠近种植体一侧有淡蓝色的、结构连续的新生骨形成,内含大量骨细胞,新生骨与原矿化骨界限清晰。6.亚甲基蓝-酸性品红染色显示,术后2周时,TC4种植体组及Straumann组种植体同样表现为种植体周围活跃的成骨细胞聚集行为;术后4周,两组在种植体与原矿化骨间均可见新生的、红染的类骨质结构;术后8周时,两组种植体表面均可见伴有一定钙化程度的新生骨形成,呈深红色,钙化程度Straumann种植体组略优于TC4种植体组。7.术后8周扫描电子显微镜观察显示TC4种植体在表面结构上基本与术前保持一致;X射线能谱分析显示除了含有与术前一致的Ti、Al、V、Fe、C、O等元素外,TC4种植体表面尚散在分布有元素Ca、Mg、Si。结论:1.3D扫描技术联合SLS技术能够制备出外形结构完整、表面形貌粗糙的高精度TC4种植体。2.3D打印TC4种植体具备良好的结构稳定性与生物相容性,能够在体内获得与Straumann种植体类似的骨结合性能,为3D打印TC4种植体的推广运用提供了一定的理论依据。但TC4种植体的早期骨引导作用与后期新骨钙化水平较Straumann种植体有一定的差距,可通过对3D打印种植体进行表面活化处理或微观形貌改善后减小此差距,这有待后续实验进一步研究。