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《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:评估打印氧化锆植入体和椎间盘的尺寸精度、表面形貌和力学性能的体外研究

《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:评估打印氧化锆植入体和椎间盘的尺寸精度、表面形貌和力学性能的体外研究

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2024-03-04 10:38
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【概要描述】报道了该研究的目标是评估使用DLP技术(数字光处理技术)打印的定制氧化锆种植体的尺寸精度和表面形貌,以及评估打印材料的抗弯强度。研究采用了体外实验方法对打印的氧化锆种植体和椎间盘进行了力学性能和表面形貌的评估,并使用数字减法技术对尺寸精度进行了评估。

《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:评估打印氧化锆植入体和椎间盘的尺寸精度、表面形貌和力学性能的体外研究

【概要描述】报道了该研究的目标是评估使用DLP技术(数字光处理技术)打印的定制氧化锆种植体的尺寸精度和表面形貌,以及评估打印材料的抗弯强度。研究采用了体外实验方法对打印的氧化锆种植体和椎间盘进行了力学性能和表面形貌的评估,并使用数字减法技术对尺寸精度进行了评估。

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2017年8月16日,埃及开罗大学、荷兰阿姆斯特丹大学和沙特国王大学的研究人员在《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》上发表题为3D-printing zirconia implants; a dream or a reality? An in-vitro study evaluating the dimensional accuracy, surface topography and mechanical properties of printed zirconia implant and discs的研究论文,报道了该研究的目标是评估使用DLP技术(数字光处理技术)打印的定制氧化锆种植体的尺寸精度和表面形貌,以及评估打印材料的抗弯强度。研究采用了体外实验方法对打印的氧化锆种植体和椎间盘进行了力学性能和表面形貌的评估,并使用数字减法技术对尺寸精度进行了评估。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1751616117303612

 

 

 

  研究简介  

 

通过数字光处理技术在氧化锆上3D打印了定制的植入物。使用数字减法技术评估了尺寸精度,采用双轴弯曲强度试验评价了力学性能。同时,对不同构建角度的试件进行了力学试验,包括0°(垂直)、45°(倾斜)和90°(水平)角。使用扫描电子显微镜(SEM)、x射线衍射仪和共聚焦显微镜评价了表面形貌、晶体结构和表面粗糙度。

 

 

图1 生存概率图。

 

 

 

图2 (a) 0°、(b) 45°、(c) 90°三种构建角度下断裂试件的SEM图。

 

 

 

图3 (a) Mag 900x, (b) Mag 2000x, (c) Mag 15000x。

 

 

 

图4 打印的植入物扫描电镜。(a) 10x, (b) 20x。

 

 

 

图5 打印的氧化锆植入体(93 × 93) μm的3d地形图像。

 

 

 

图5 三种构建角的XRD谱图;(a)构建角0°,(b)构建角45°,(c)构建角90°。

 

 

 研究结论 

 

实验结果显示,打印的种植体尺寸准确,使用根均方误差(RMSE)指标来衡量准确度,得到的值为0.1毫米。

通过Weibull分析,发现与其他两组相比,0°打印样品的特征强度为1006.6兆帕斯卡(MPa),具有统计学意义;而45°打印样品的特征强度为892.2 MPa,与90°打印样品的特征强度866.7 MPa之间没有统计学差异。

使用扫描电镜对样品进行分析,发现在196纳米至3.3微米的范围内存在裂纹、微孔和互连孔。样品的平均Ra值为1.59微米(±0.41),即算术平均粗糙度;Rq值为1.94微米(±0.47),即平方根粗糙度。

最后,检测到烧结钇-四方稳定氧化锆(Y-TZP)的主要晶体相为四方氧化锆。

 

——END——

 

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