研究背景:牙列缺损或牙列缺失严重影响人民群众身体健康,随着人口老龄化的加速,目前我国无牙颌患者已达1500万,牙列缺损患者已超3亿人。提供舒适安全,恢复咀嚼效率高的义齿修复方式,是迫在眉睫的课题。随着社会经济的发展和科学技术的进步,人们对生活质量要求不断提高,种植义齿修复成为口腔修复的首选。与传统义齿修复方式相比,它具有不破坏口腔余留牙、美观舒适、恢复咀嚼效率高的优点,但仍存在许多不足。目前临床应用的牙种植体多为进口,价格昂贵,加工方式均为精密铸造加工,形态尺寸规格划一,无法满足个性化及特殊患者需求,铸造精度及骨整合效率有待进一步提高,且当前的种植义齿修复多为二次植入,需要患者拔牙后三至六个月行二次手术,不仅在等待拔牙创愈合过程中丧失了宝贵的骨量,而且延长疗程,增加了患者痛苦。因此如何实现个性化即刻种植是种植义齿修复的发展方向。3D打印技术的出现为实现个性化即刻种植提供了可能。它是伴随计算机科学、精密加工技术的进步而出现的快速增材技术,具有精密、快速、个性化、定制化的特点,被认为是推动第三次工业革命的核心技术,一经出现即成为生物医学、航空航天、材料学等众多领域的研究热点。研究目的:应用3D打印激光快速成型技术制备出钛合金牙种植体并探讨其机械性能,为利用3D打印快速成型技术制备个性化牙种植体提供依据。研究方法:在计算机上利用CATIA三维模型设计软件建立牙种植体模型及其X射线衍射实验试件、X射线能谱分析实验试件、显微硬度实验试件、金相显微镜下观察实验试件的模型,并按照国家标准设计出拉伸试件模型,应用3D打印激光快速成型技术和TC4钛合金粉末,设定好打印参数,制备出直径为4.1mm×13mm的圆柱型钛合金种植体,10.0mm×10.0mm×1.0mm的X射线衍射实验试件、X射线能谱分析实验试件、显微硬度实验试件和显微硬度观察试件,及原标距长度55m m,平行长度75mm,宽10mm,厚2mm的拉伸实验试件。通过X射线衍射(XRD)实验分析3D打印钛合金种植牙的材料相组成,通过能量色散X射线光谱(EDS)实验定量分析3D打印钛合金种植牙的材料化学组成并与原粉体相比较与分析,在金相显微镜下观察3D打印钛合金种植体的组织形貌并将退火前和退火后的组织形貌进行比较,利用显微硬度测试仪测试其硬度范围,利用微机控制电子式万能试验机检测材料的机械性能并与国家金属材料拉伸性能标准比较,然后在扫描电镜下观察拉伸断面的形貌。研究结果3D打印TC4钛合金实验试件的XRD实验结果可见XRD曲线中只有第一个峰为β相组成,而且峰较小,其余峰均为α相组成;EDS实验结果显示3D打印钛合金试件中元素含量(质量分数)分别为90.74%Ti、5.59%Al、和3.67%V,与原粉体成分基本一致;3D打印激光快速成型钛合金材料试件金相显微镜下观察到退火前和退火后3D打印钛合金均为典型的网篮状结构,退火后的显微结构则比退火前更加均匀;显微硬度试验结果显示3D打印钛合金材料试件的维氏硬度范围是372.93~428.46HV。拉伸试验结果显示3D打印钛合金材料标准试件的拉伸强度为(1821.7±146.1)MPa,屈服强度为(1355.9±109.6)MPa,延伸率为(31.3±1.7)%,其机械性能符合国家种植牙材料医用标准;扫描电镜下观察3D打印钛合金材料试件断面形貌,可见试件断面密布了大小不一的韧窝,为典型的韧性断裂。结论:利用3D打印快速成型技术和TC4钛合金粉末制备出的材料具有良好的机械性能,能够满足医学牙种植体的材料要求。克服各种细节问题后,该技术有望在牙种植体的制备和个性化即刻种植领域广泛应用。