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3D打印建筑论文(3D打印毕业论文)

时间:2020-05-14 11:00:28 作者:黑曼巴 分类:范文大全 浏览:19

《3D打印技术在口腔颌面外科的应用》

本论文是撰写颌面外科相关论文的参考模型,也是口腔颌面外科及3D打印技术与应用的在职开放报告的模型。

3D打印技术起源于20世纪80年代末,本质上是一种快速原型技术。它最初应用于制造和模型设计。该技术基于数字模型,使用专业软件将模型分层,并使用不同的印刷方法以多种材料制作实物。与传统机床加工相比,3D打印采用扫描实物或建立数字模型的方法来实现个性化。此外,在制造过程中避免了磨削、切削和铣削等复杂的工艺步骤,可以有效地缩短加工时间,节省人力和物力[1]。近年来,随着精密加工的发展,原材料的种类逐渐增多,使得该技术在医疗领域得到广泛应用。

在口腔颌面外科中,医生经常植入替代物来修复和重建骨折和缺损。然而,由于面部结构的不规则性和复杂性,用患者自身组织制成的替代物或以固定模式制成的替代物都不能完全匹配缺陷,从而实现精确修复[2]。3D打印的出现在很大程度上解决了这个问题,也就是说,使个性化的替代品适合病人。

一、3D打印

根据产品的具体要求,如精度、硬度、强度和工作环境温度的差异,选择相应的印刷材料和印刷方法。不同的材料对应不同的印刷方法,但同一种材料可能有多种印刷方法[3]。近年来,3D打印技术中的粉末粘接、光固化印刷、熔融材料沉积和制造技术发展成熟,以下技术已广泛应用于口腔颌面部领域([4,5)。

1.立体光刻。SLA法的材料是光敏树脂,它在特定波长和强度的光照射下能迅速聚合,从而由液态变为固态。由于材料本身的限制,印刷方法需要设置支撑结构,保存方法需要特别注意。通过SLA技术印刷的成品通常是易碎的并且容易破碎。近年来,随着科学技术的发展,一家美国公司开发了一种特殊的光敏树脂,用蓝色卤素冷光代替高强度紫外光进行治疗,从而解决了牙齿治疗过程中因温度升高而引起的口腔不适问题[6]。

2.熔融沉积建模(FDM)。FDM材料大多是热塑性丝状材料,如ABS(中英文全称)材料长丝、聚碳酸酯等。原料丝通过输送机构进入热熔喷嘴加热,然后通过喷嘴挤出,固化,层压,最后成型。这种材料主要用于牙科植入假体。当聚乳酸复合材料(如羟基磷灰石/聚乳酸等。)时,可以诱导牙槽窝中的成骨细胞粘附到假体上。与传统的口腔修复方法相比,该技术明显节约了治疗成本,缩短了手术时间,提高了假体的强度[7]。

3.层压物体制造。LOM的薄材料(纸、塑料薄膜等。)在热熔胶的作用下被层压。该技术最大的优点是原材料相对较低,精度可接受[8],但成品表面相对粗糙,有明显的台阶线,容易分层。因此,这项技术通常用于制作颌骨和牙列模型等。医生可以在手术前根据这些模型制定全面有效的手术计划,降低治疗成本[9-10]。

4.选择性激光烧结环和选择性激光熔化。选择性激光烧结和选择性激光烧结的工艺材料是加热后可以结合的各种粉末,包括钛及钛合金粉末、尼龙粉末、镍基或钴基合金粉末等。选择性激光烧结成型方法可分为两种。一种是直接法,即直接烧结单一粉末材料。缺点是球化容易发生,影响成型质量。后来,人们把注意力转向间接方法。间接法通常使用熔点不同的两种粉末的混合物。将低熔点粉末熔化后,对粘结剂进行粗成型,然后对成型件进行后处理,如粘结剂的降解和二次焙烧,明显提高了成品的致密性。[11]的机械性能得到了显著改善。SLM使用激光熔化金属粉末,这是一种复杂的物理、化学和冶金变化。该工艺克服了SLS工艺过于复杂的问题,生产出的成品致密性更好,性能更高,但容易产生球化效果。因此,有必要不断改进和优化制造工艺[12,13]。由于两者的加工材料大多为金属粉末,因此广泛应用于口腔领域,用于制造金属植入体导向器、大面积骨缺损替代物等。

5.三维打印(3DP)。3DP工艺材料包括各种粉末,例如常规金属粉末、淀粉、陶瓷粉末、石膏粉、复合材料粉末等。该工艺在喷嘴中装有粘合剂,通过粉末的层层粘结最终得到成型产品。然而,它也用于制造口腔领域的各种模型产品,例如牙列模型、上颌和下颌模型等。[14]。

二。颌面外科

1.颌面外科的特点。颌面部骨骼数量众多,形状各异,结构精细复杂。颌面部骨折和塌陷通常是由严重的外力袭击面部引起的,如交通事故、高处坠落、打架斗殴等。导致咬合紊乱和面部不对称。同时,它们也严重影响正常的生理功能,如咀嚼、语言和呼吸,或对患者的心理健康造成很大的负担。在传统手术中,骨折复位的准确性主要取决于医生的个人临床经验。虽然手术可以借助影像学检查减少移位的颌骨骨块,恢复主要的口腔功能,但对外观的改善效果往往不太理想。因此,手术可以理想地减少和移动骨块,恢复颌面部外形,最大限度地恢复咬合关系、张口、咀嚼等功能,并尽可能地减少手术并发症。这尤其重要。与传统的颌面外科手术相比,3D打印技术大大降低了手术难度,提高了准确性,缩短了手术时间。例如,对于粉碎性下颌骨骨折,颌骨严重受损,并有许多骨碎片。在传统外科手术中,医生使用钛网固定骨头碎片。在传统的外科手术中,医生根据颌骨的形状来决定钛网的形状,弯曲钛网,并在手术过程中不断调整。植入的钛网尽量与原来的下颌曲线保持一致。然而,由于建模耗时且难以精确复位,马军等人利用3D打印技术的优势将其应用于下颌骨粉碎性骨折的治疗。首先,通过计算机辅助镜像仿真获得完整的下颌骨轮廓,然后设计精确的钛网模型,并利用空间光调制器技术制作个性化钛网。手术时,暴露手术区域,取出粉碎的小骨块,将个体化钛网直接固定在大骨块上。手术时间大大缩短,复位准确率高,面部形状恢复良好,患者对手术效果满意。

2.术前模拟手术。术前评估患者的病情,准备手术计划和手术模拟。在传统的外科手术中,医生结合影像资料和临床经验来判断骨折情况并制定手术方案,但主观性强,准确性不高。在医患沟通过程中,模拟手术只存在于医生的大脑中,无法在视觉上向患者及其家人展示。然而,3D打印技术可以基于患者的扫描图像创建1: 1模型。医生可以直观地观察病人的骨折位移等情况。操作前,能准确定位和钻取操作过程,节省操作时间,提高操作精度。此外,它们可以使医患沟通更加有效,让患者放下心理负担,增强他们对手术的信心。这种模式在教育教学中也具有重要意义。年轻外科医生通过对多种模型的分析和实践,逐渐积累经验和掌握方法,从而受益于模型,降低手术风险。

3.个性化替代品的设计和制造。在颌面部损伤和肿瘤切除术后出现骨和软组织缺损的情况下,外科手术通常使用植入物替代物来修复和重建它们。传统的替代物主要有两种来源,一种是取病人自己的软硬组织,另一种是根据手术中的缺损情况使用特殊材料(主要是医用高分子材料或生物相容性好的金属材料)。这种方法不仅手术时间长,而且通常难以准确地吻合缺损部位,尤其是上下颌缺损的修复和重建。手术后,患者面部形状不理想,咬合、张口和咀嚼等生理功能无法有效恢复[1]。三维打印技术的应用很好地解决了上述问题。基于人脸的对称性,首先通过计算机扫描患者正常侧的形态和结构,通过比较确定缺损部位的具体形态。然后打印出实体模型。与传统的重金属种植体相比,3D打印的“层层叠加”原理使这种实体模型不仅能够在外部形态上准确地拟合缺损部位,而且其内部的3D空间结构与正常组织更加匹配,更加轻巧,具有更好的力学性能,从而达到良好的形状修复效果[14】。3D打印技术为个性化种植体的设计和制造提供了强有力的技术基础。同时,它也极大地促进了[1]的发展。我国首个钛合金3D打印已成功应用于实践。在对患者进行常规外科检查之后,医院收集患者的图像数据并进行3D重建。在此基础上,完成了植入物的设计和改进。然后用钛合金粉末进行3D打印,完成个性化种植体的加工。术后6周检查,患者的表面形态和功能恢复良好。

三。观点

虽然3D打印技术在口腔外科领域的应用还处于起步阶段,但许多问题亟待解决,如打印设备和日常维护成本高、应用范围相对较小等。由于其工作方法和特点,它仍然成为口腔颌面部损伤治疗的革命性新技术。随着研究者对制造技术研究的不断深入,印刷材料的不断改进,以及“个性化”理念的不断发展,相信3D印刷技术将成为未来口腔颌面部损伤治疗技术的“中流砥柱”。

颌面外科论文参考资料:

口腔颌面外科杂志

实用手外科之旅

中国泌尿学杂志

临床神经外科杂志

临床泌尿学杂志

临床外科杂志

本文是对上述:的总结,是颌面外科、口腔颌面外科、3D打印技术及应用相关颌面外科硕士、学士学位论文开题报告中论文题目写作的范文和参考资料。

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