打印鈦及鈦合金在頜骨修復領(lǐng)域的實驗研究

鈦及鈦合金具有優(yōu)異的機械性能、低質(zhì)量、耐腐蝕及良好的骨結(jié)合能力，在口腔頜面外科領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鈦及鈦合金可以制作鈦板、鈦網(wǎng)、固位螺絲、人工假體等來修復頜面骨缺損。由于頜骨復雜的解剖結(jié)構(gòu)和外形輪廓，傳統(tǒng)的工藝無法精確制備出和缺損區(qū)在形態(tài)、生物力學等特征完全相匹配并能完成義齒修復的鈦合金修復體，因此，在術(shù)后常常會出現(xiàn)一些并發(fā)癥，導致修復失敗。3D打印技術(shù)具有完成復雜結(jié)構(gòu)設(shè)計和比較精確、快速制作結(jié)構(gòu)復雜的，尤其是在不僅外形結(jié)構(gòu)復雜，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)同樣復雜的顱頜面骨缺損修復體的潛力和獨特的優(yōu)勢。因此，在數(shù)字醫(yī)學影像學技術(shù)和計算機輔助設(shè)計軟件的協(xié)助下，3D打印鈦及鈦合金有望實現(xiàn)頜骨缺損個性化設(shè)計、制作和修復的目的。本文綜述了近些年3D打印鈦及鈦合金在頜骨缺損修復領(lǐng)域的相關(guān)研究。

頜骨是顱面骨的重要組成部分，維系著面部外形的完整，承擔著咀嚼功能，與吞咽、語言、呼吸等功能密切相關(guān)。頜骨修復體植入體內(nèi)后，不僅受到周圍肌肉的牽拉作用，還要承擔咀嚼壓力，因此，該修復體要恢復患者個性化的外貌，還要有足夠的機械強度來保證其在體內(nèi)的穩(wěn)定和功能的行使，最好還能作為組織工程支架加載具有成骨潛能的細胞和促骨生長因子來實現(xiàn)頜骨再生。有研究采用三維有限元對SLM打印的個性化純鈦髁突修復體的應(yīng)力分布進行了分析，認為3D打印和有限元分析可以為顳下頜關(guān)節(jié)的修復重建的設(shè)計和制作提供更可靠的技術(shù)保證。Schouman等采用EBM制作了兩種不同剛度（高和低相差10倍）的多孔鈦金屬支架修復羊下頜骨18mm的節(jié)段性缺損，結(jié)果低剛度多孔支架內(nèi)新骨長入量多于高剛度支架，認為通過調(diào)整3D打印多孔鈦支架的剛度可以改善骨組織的長入。但是，低剛度多孔鈦合金支架的固位螺絲在實驗過程中出現(xiàn)了松動，這提示該支架的力學性能仍與下頜骨組織不相匹配。研究證實EBM制作的鈦合金對骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖和成骨分化功能沒有影響，具有良好的細胞相容性，應(yīng)用EBM制作的三維網(wǎng)狀鈦合金支架修復比格犬下頜骨缺損時，沒有引起機體的不良反應(yīng)，成功修復了下頜骨缺損的連續(xù)性。該研究提示EBM制作的三維網(wǎng)狀鈦合金支架具有良好的生物相容性，而且該三維網(wǎng)狀支架有望作為骨組織工程支架應(yīng)用于下頜骨缺損的修復。