氧阻聚层调控原理及其对陶瓷光固化成型精度的影响

利用自由基树脂材料进行光固化3D打印时出现的"氧阻聚层",为其连续制造和表面质量的提升提供了可能,但因对打印件的结构精度的调控机理不清,打印具有复杂外形的多孔结构件难以控制其成型精度。利用自制自由基生物陶瓷浆料经光固化3D打印制造多孔生物骨陶瓷支架,研究并提出了光固化过程中的3阶段的固化区间和氧阻聚层调控成型精度原理;建立了寻找合理的氧阻聚调控打印工艺参数的方法;发现了氧阻聚层不仅能够提升陶瓷制件的成型精度,也会影响其力学性能。由此建立起的氧阻聚层厚度对生物骨陶瓷支架的多孔结构成型精度和力学性能的作用机制,为多功能陶瓷打印技术及其陶瓷基骨替代物应用提供了高精度制造基础理论与方法。     

基于水凝胶3D生物打印在组织工程中的应用

3D打印以其个性化定制、快速精准成型的优势,在国家政策的支持下快速发展,3D生物打印作为3D打印的重要组成部分,可以结合细胞进行组织工程支架等的制备,在药物筛选、组织工程再生等方面具有巨大的优势.本文从水凝胶3D生物打印技术、组织工程3D生物打印水凝胶材料及应用方面进行阐述,旨在对科研工作者有一定帮助.     

生物玻璃陶瓷骨支架光固化3D打印及降解性能

利用光固化技术制备的生物玻璃陶瓷骨植入物在骨修复领域具有许多优势,然而生物玻璃陶瓷受粉体粒度的影响,在光固化打印工艺、结构、力学性能和生物性能等方面存在较大的差异。本文以光固化3D打印过程中粒度的变化为切入点,制备了两种不同粒度粉体的生物玻璃陶瓷浆料,分别对生物玻璃陶瓷浆料的稳定性、流变特性和固化特性进行了表征,根据TG-DSC曲线绘制了脱脂烧结曲线并对骨支架的表面质量、结构和力学性能进行了评价,最后通过颅骨修复试验对降解性能进行了分析。结果表明:小粒度粉体的浆料稳定性较好,黏度较高,对应的固化厚度和过固化宽度也较小;小粒度粉体制备的骨支架表面质量、结构致密化程度和弯曲强度均优于大粒度粉体制备的骨支架,但降解速率较低,植入体内2个月后有新骨长入骨支架孔隙。本研究对不同粒度粉体的生物玻璃陶瓷骨支架制备具有指导意义,有助于推动基于粒度分布的梯度可控降解骨支架的开发和应用。     

3D打印正四面体自锁多孔支架及其力学行为研究

为得到与人骨力学性能相匹配的组织工程支架，提出了一种新型的基于正四面体的自锁多孔支架，利用熔融沉积成型(FDM) 3D打印技术，制备了5组具有不同孔隙率的多孔支架，并对支架的表面形态、孔隙率、亲水性和力学性能进行了测试和分析。结果表明：由3D打印制得的支架呈现比较规则的逐层结构，能观察到明显的正四面体结构，这是传统的支架制备方法实现不了的；5组支架的孔隙率分别为71.25%,76.75%,80.47%,82.48%,83.28%，实现了比较高的孔隙率；随着孔隙率的增加，支架的压缩强度和压缩弹性模量降低，5组不同孔隙率支架的压缩强度分别为6.27,3.53,2.29,1.64,1.24 MPa，压缩弹性模量分别为33.25,19.23,16.33,13.92,11.99 MPa，其中组号为1的支架的力学性能与人体软骨下骨的力学性能较为符合，能够有效地缓解植入物与人骨的应力遮挡。     

陶瓷3D打印技术的研究与进展

3D打印技术是一种新型的陶瓷成型制造工艺,它无需模具,可快速制备出形状复杂的陶瓷零部件。系统综述了6种现有3D打印技术在陶瓷制造领域的研究进展,包括三维印刷成型技术、喷射打印成型技术、激光选区烧结成型技术、光固化快速成型技术、熔化沉积成型技术以及叠层实体制造技术。重点介绍了一种新型3D打印方法——浆料直写成型技术,与现有3D打印技术相比,直写成型技术能够在常温下、无需任何紫外光或者激光的辐射,通过简单的陶瓷原料制备出三维多孔立体精细结构,在先进陶瓷制备领域具有极大的潜力。从浆料体系、直写成型设备以及多功能应用3个方面详细阐述了浆料直写成型技术的研究进展。最后论述了陶瓷3D打印技术所具有的独特优势和面临的机遇与挑战。     

基于电场驱动喷射微纳3D打印的生物支架制备工艺

支架的结构与规格对于细胞的形态具有完全不同的影响，其规格尺寸与细胞特征尺寸(如神经细胞，胞体尺寸一般为20μm)的符合程度是衡量生物支架性能的关键指标，但是，目前的技术在制备小孔径、结构均匀的多层生物支架领域中仍存在一系列问题。因此，提出了一种基于电场驱动喷射微纳3D打印技术(EFD)和对称打印原理制备小孔径、结构均匀的多层生物支架的新方法，通过实验分析电压、速度、背压等工艺参数对打印结果的影响，优化多层生物支架的打印方案，最后，将聚乳酸(PLA)作为打印材料，成功制备纤维直径为20μm、周期为60μm、孔径为40μm的组织工程支架。     

组织工程支架材料及制备方法研究现状

组织工程支架已经广泛应用于皮肤、软骨、心血管、心脏等各种组织的修复中.组织工程材料分为天然材料和合成材料两大类,均需要具备良好的生物相容性.组织工程支架的制备方法主要有相分离、冷冻干燥、发泡、颗粒浸出、静电纺丝、3D打印等.现对组织工程支架所用到的材料、制备方法以及组织工程支架的应用进行综述.     

基于快速成型技术的组织工程支架制备进展

介绍了组织工程支架的重要性和基本要求,综述了组织工程支架制备中的新技术：三雏打印技术、熔融沉积模型以及选择性激光烧结等三种快速成型技术的基本原理及应用情况,指出了各种技术的特点并对其应用前景进行了展望。     

3D打印技术在生物医用高分子材料制备领域的应用进展

3D打印技术因其能够完美地将制造技术和信息技术结合打印获得不同患者所需的个性化生物材料,精准快速,并可以控制材料的内部微观结构在患者体外进行打印等特点在生物医学高分子材料制备应用中成为新的研究热点。本文概括了3D打印技术及其在制备生物支架材料、生物医用水凝胶等高分子材料方面的应用进展情况,并对其在该领域未来应用发展的机遇和挑战做了预测。     

基于浆料形态的陶瓷3D打印技术的浆料体系研究进展

3D打印技术因其操作简单便捷、成型快速灵活、可制备复杂结构的器件等优点,在精密陶瓷零件制造方面具有广泛应用。本文根据3D打印陶瓷的材料形态综述不同3D打印技术在陶瓷制备方面的特点,重点介绍了陶瓷3D打印成型技术中直写式3D打印、光固化3D打印、喷墨3D打印等技术所涉及的粘结剂、分散剂等组分的应用及作用机理,并对水基和非水基两种类型的添加剂组分进行总结和探讨,以期为3D打印技术制备高性能陶瓷样件提供参考。     

生物质基含硅骨修复复合支架材料的制备、特性及评价

模仿天然骨的精密结构制备有机-无机复合骨修复支架材料已成为骨组织工程发展的重要方向。生物质材料如胶原、明胶、壳聚糖、丝素蛋白等由于具有优良的生物学性能而得到广泛关注。含硅生物活性材料由于具有良好的骨传导性和骨诱导性,成为骨修复支架材料中重要的无机组分。本文主要介绍了粉体复合和原位复合两种骨支架材料组分的复合技术,阐述了冷冻干燥、静电纺丝、仿生矿化以及3D打印等骨支架材料结构的构建策略,着重总结了生物质基含硅骨修复支架材料研究进展,阐明当前骨支架材料制备的难点在于支架材料的力学性能和多孔性结构以及生物降解性能与新骨生成速率之间的匹配性问题,并对骨支架材料的发展进行了展望。     

不同材料在3D打印中的应用

3D打印作为第三次工业革命的重要技术,主要利用计算机三维绘图软件,进行不同打印产品3D模型的建构,并通过对多种复合材料的逐层堆积、黏结成型,来实现机械制造、航空航天、医学或建筑产品的加工生产。主要探讨了不同材料在3D打印中的应用,分别分析金属、聚合物、陶瓷与生物等材料的特性,以及各材料在3D打印中应用的方式与方向。     

个性化多层结构气道支架设计与3D打印

针对现有气道支架在临床应用时存在再狭窄发生率高、组织感染和容易移位等缺点,提出了一种基于3D打印技术的气道支架个性化定制方案.借助计算机进行三维建模,设计形状和尺寸与患者气道局部解剖结构精准匹配、具有3层结构和表面分布有钉状凸起的个性化气道支架模型.以医用级热塑性聚氨酯为材料,采用3D打印机制备气道支架,研究打印温度、...     

陶瓷3D打印技术的研究进展

3D打印技术作为新一代成型技术,具有成型速度快以及精度高等优点,采用该技术制作的多功能陶瓷零件在工业、航空、医疗等领域有广阔的应用前景。本文主要对陶瓷3D打印技术进行介绍,且分析了陶瓷3D打印技术的国内外发展情况,在陶瓷3D打印过程中,通过比较和分析陶瓷3D打印技术的工作原理、最新研究成果以及应用领域,指出陶瓷3D打印技术的一些优势和缺陷,并且对陶瓷3D打印技术的发展方向进行了展望。     

3D打印技术用于不规则骨缺损的重建与修复

为研究3D打印技术对不规则形状骨缺损模型的重建程度及3D打印的可降解生物材料对脊椎骨缺损在12周内的修复效果,随机选取1名病人,用电子计算机断层扫描(CT)数据构建出不规则的三维脊柱缺损模型,选用聚己内酯(PCL)作为支架材料,运用3D打印技术打印出高度符合该病人骨缺损部位的人工骨支架。同时建立1个简单的兔子脊椎缺损模型,以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)为支架材料,运用3D打印技术打印缺损尺寸的支架移植兔子体内,术后观察3个月,将兔子处死取出缺损部位,制作切片进行苏木素和伊红(HE)染色,染色结果表明缺损部位修复良好。     

3D打印技术用于不规则骨缺损的重建与修复

为研究3D打印技术对不规则形状骨缺损模型的重建程度,和3D打印的可降解生物材料对脊椎骨缺损在12周内的修复的效果,本文随机选取一名病人,用其电子计算机断层扫描（computed tomography, CT）数据构建出不规则的三维脊柱缺损模型,选用聚己内酯（polycaprolactone, PCL）作为支架材料,运用3D打印技术打印出高度符合该病人骨缺损部位的人工骨支架。同时建立一个简单的兔子脊椎缺损模型,运用3D打印技术打印缺损尺寸的支架移植兔子体内,术后观察3个月,将兔子处死取出缺损部位,制作切片进行苏木素和伊红（Hematoxylin and Eosin, H&E）染色,染色结果表明缺损部位修复良好。     

生物三维打印再生丝素蛋白材料的研究进展

介绍了近年来生物三维打印再生丝素蛋白材料的研究进展,重点阐述了喷墨生物打印技术、挤出成型生物3D打印技术以及光固化立体印刷生物打印技术打印再生丝素蛋白材料的优势和缺陷,最后对生物3D打印再生丝素蛋白材料的发展前景进行了展望。     

3D打印桌面机制作砂型模具制品分析

3D打印技术由于其简单的加工成型工艺、优异的材料利用率等一系列优点已被人们广泛关注。就目前而言,3D打印技术仅适用于小批量及个性化零配件制品的生产加工,应用范围较窄。本文选用FDM熔融沉积成型技术,以PLA线性材料作为打印原材料制作砂型模具制品,后期使用铸造成型工艺进行批量生产零配件制品。实验结果表明:3D打印制品具有良好的力学性能,3D打印制品可作为砂型模具使用,后期可使用该模具进行铸造成型工艺批量生产小型制品。本文验证了FDM熔融沉积成型技术制备砂型模具具有可行性,且模具后期可用于铸造成型工艺,验证了通过3D打印技术完成批量生产制品的可行性。     

3D打印在包装工业中的应用与前景

综述了3D打印技术中熔融沉积成型技术、激光选区烧结法技术、光固化立体成型技术、分层实体制造技术四种方法的特点和应用,介绍了应用于3D打印技术中常用的材料以及3D打印技术在包装工业中的应用。指出在包装工业中采用3D打印技术具有的优势是其它同类包装制造技术无法比拟的,3D打印技术在未来的包装工业中有着十分广阔的应用前景。     

3D打印生物陶瓷功能改进的研究进展

临床上骨缺损的治疗方案虽然具有一定的治疗效果,但也存在不可忽视的局限性。生物陶瓷支架作为最有前景的解决方案被广泛研究。传统的生物陶瓷支架能在一定程度上修复骨缺损,但仍有许多不足。本综述简要归纳了制备多孔生物陶瓷支架的3D打印技术的原理及特点,然后重点介绍了3D打印生物陶瓷支架涉及的微量元素掺杂、功能性表面修饰、多孔结构的优化、微/纳米结构及仿生结构的构建等改进策略的最新进展,最后讨论了3D打印生物陶瓷面临的挑战及应用前景。