【摘 要】
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目的:通过三点弯测试及有限元法评价不同厚度及孔径大小的个性化钛网的力学性能差异;通过动物实验确定3D打印个性化钛网的生物安全性能,探讨个性化钛网用于重建大面积骨缺损治疗的可行性。为进一步临床应用提供理论依据。方法:第一部分为不同厚度及孔径大小的标准钛网试样及个性化钛网试样的力学性能研究,首先设计并打印厚度为0.3mm、0.4mm、0.5mm,孔径大小为3mm、4mm、5mm的长为40mm宽为10m
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目的:通过三点弯测试及有限元法评价不同厚度及孔径大小的个性化钛网的力学性能差异;通过动物实验确定3D打印个性化钛网的生物安全性能,探讨个性化钛网用于重建大面积骨缺损治疗的可行性。为进一步临床应用提供理论依据。方法:第一部分为不同厚度及孔径大小的标准钛网试样及个性化钛网试样的力学性能研究,首先设计并打印厚度为0.3mm、0.4mm、0.5mm,孔径大小为3mm、4mm、5mm的长为40mm宽为10mm的标准试样进行三点弯测试及有限元分析,其次是选择1例32-42牙列部分缺失并且伴大面积颌骨缺损的患者,提取其颌骨数据并进行颌骨的三维重建,设计不同厚度及不同孔径大小的个性化钛网并建立三维有限元模型,然后通过有限元方法分析厚度为0.3mm、0.4mm、0.5mm孔径大小为3mm、4mm、5mm钛网的在承力时其应力应变及形变分布。本实验的第二部分为在第一部分的基础上对个性化钛网进行动物实验研究,验证其生物安全性及成骨效能,选择了3只比格犬根据其CBCT数据设计厚度为0.4mm,孔径大小为4mm的个性化钛网,然后手术植入,术后12周处死比格犬取材,通过Micro-CT扫描及硬组织切片分析其成骨效能。结果:三点弯测试及有限元分析结果表明0.5mm厚度的钛网力学性能最佳,0.3mm厚度的钛网承力较差,在100N咬合力的作用下有发生断裂的可能,难以维持其生物稳定性。除此之外,还应考虑钛网越厚对粘膜刺激越大,因此0.4mm厚度的钛网更适用于临床。孔径大小对钛网的力学性能影响不大,需要动物实验进一步验证其成骨性能是否有区别。比格犬动物实验研究结果显示钛网可以很好地贴合牙槽骨,重建缺损牙槽骨的解剖形态,术后12周钛网未出现暴露、脱落等并发症,钛网成功率为100%;术后12周Micro-CT显示个性化钛网的网架可以很好地与比格犬颌骨贴合,未见明显的骨吸收,在骨缺损区域内可以看见钛网与骨面之间可见密度稍增高的骨组织影像,可以看到未吸收的骨粉。硬组织切片显示:在骨缺损区域内钛网网架与骨面之间可见新骨的长入,同时可以看到尚未被新骨替代的植入骨粉。结论:与传统钛网相比,个性化钛网具有形态佳、简单方便、精准度高等优点。生物力学研究验证了个性化钛网的力学性能达标,同时考虑其对粘膜的刺激,丝径为0.4mm钛网更适用于临床应用;动物实验研究表明个性化钛网用于牙槽骨增量效果可靠,可以引导新骨形成,且术后暴露率低,具备临床可行性。
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