牙种植体必须承受施加在天然牙齿上的咀嚼负荷，这些重复的力可能会导致种植体松动或失败。在牙种植体中加入孔隙可增加与骨骼的接触表面积和作为药物输送装置，从而改善长期稳定性和降低失效风险。
加入多孔特征会削弱种植体的机械能力，但必须确保足够的疲劳强度，而根据 ISO 14801 测试各种多孔结构的成本高昂且耗时。本研究对 3D 打印多孔钛牙种植体试样进行机械性能测试，建立耐久极限（即无限疲劳寿命）与单调荷载至失效之间的关系，开发和校准有限元模型预测给定多孔结构的疲劳寿命。
用于TPMS晶格生物陶瓷高分辨率3D打印的液晶显示技术
骨缺损修复的复杂性和多维性是现代医学面临的重大挑战。本研究提出一种使用高分辨率（7500 × 3240 像素，1152 像素/英寸）液晶显示器（LCD）作为动态掩模发生器的桶式光聚合技术，可制造出孔隙率高于 90%、孔径低于 200 µm 且最小壁厚为 38 µm 的 TPMS 结构。
通过 3D 打印髌骨不稳定患者的髌股关节软骨模型观察关节一致性
本研究介绍了一种基于 MRI 创建 PF 关节软骨 3D 模型的方法，帮助更好地了解滑车发育不良、相关病理和 PF 关节一致性等信息以辅助诊断和治疗 PF 患者，特别是复发性髌骨脱位患者。
激光功率对激光粉末床熔融加工 316L 不锈钢缺陷、织构和微观结构的影响
概述 增材制造（AM，也称 3D 打印）的潜在优势（如复杂几何形状的制造）吸引了汽车、航空航天、国防和医疗行业的广泛关注。激光粉末床熔融（L-PBF）是金属零件制造的技术之一，基于离散堆积的成形理念逐层熔覆沉积制备三维实体样件。L-PBF 具有柔性化程度高、加工速度快、对样品尺寸及形状无限制等特点，关键加工参数包括激光功率、扫描速度、激光束尺寸、层厚度、舱口间距和扫描策略。 L-PBF 的局部连续激光熔化过程会因高热梯度而产生热残余应力，从而导致增材制造零件的破裂、分层和变形。此外，孔隙率也是一个关键问题，特别对于需要高拉伸强度和抗疲劳性的零件。本项目研究了激光功率对激光粉末床熔融 （L-PBF） 加工的 316L 不锈钢（SS）缺陷特征、微观结构发展、组成相和晶体织构的影响。 亮点 在最佳加工制度下，激光功率降低一半时孔隙率增加约 7 倍。随着激光功率的降低，熔池形貌由扁平宽大转变为鱼鳞状。择优取向由强（ 200 ）织构转变为随机织构。 实验 材料和 L-PBF 处理条件 所用材料为商用气雾化 316L 不锈钢粉末，使用 L-PBF 系统（改进的 AconityLab 设备，Aconity3D）和 400 W 的 Yb 光纤激光器在氩气氛中打印圆柱形样品。在所有其他加工参数保持不变的情况下，分别使用 380 W、320 W、260 W和 200 W 的激光功率打印四个圆柱体。所有样品均采用激光扫描速度 300 mm/s、激光束直径 0.207 mm、标称粉末层厚度 0.06 mm。预估体积能量密度（VED） 为 102、86、70 和 54 J/mm3。 同步辐射X射线成像（sXCT） 在阿贡国家实验室采用高能量、高分辨率 的 sXCT 测量以亚微米分辨率表征打印圆柱体样品的宏观缺陷。原始数据以 HDF […]
通过3D打印支架的结构设计调控新生骨的体积和功能性
概述 由创伤、感染引起的临界尺寸骨缺损主要通过同种异体移植和自体移植进行治疗，但这种方案受限于供体部位发病率、感染和疾病传播风险以及有限的骨组织来源。因此，在临界尺寸缺陷中成功再生功能性骨组织仍然是一项重大的临床挑战。近年来，虽然合成的人工骨支架已得到广泛开发，但由于其在体内表现性能不佳，很少能转化为临床应用。本项目旨在系统地了解 3D 打印骨支架的结构设计，如何影响体内临界尺寸骨缺损治疗中新生骨的体积和功能性，以及如何优化以进一步改善结果。 亮点 设计 4 种不同的人工骨支架结构，探索孔径和渗透率对新生骨的影响；在 Simpleware 软件中处理 µCT 图像数据重建三维模型并生成高质量的体积网格；在 ABAQUS 软件中进行仿真，计算渗透率和有效刚度。 工作流程 设计 4 种连通性（100%）相同和孔隙率（≈49.3 ± 1.9%）相似（因工艺原因无法做到完全相同）的不同结构，采用 3D 打印技术为每种结构制作 6 个相同的支架。材料选用生物陶瓷材料 Sr-HT-Gahnite，包含掺锶的锌黄长石（Ca2ZnSi2O7）和锌尖晶石（ZnAl2O4）。这种材料在相当低的温度下仍具有出色的可烧结性，因此可以形成不存在微孔的微观结构。而且它的降解速率较低，可最大限度地减少支架对骨形成的化学影响。 将制备的支架切割成直径 10 mm、高 3 mm的圆盘状结构，使用 SkyScan 1172 扫描获得 µCT 图像数据，导入 Simpleware 软件进行图像处理，裁剪为特定形状用于结构分析。在 Simpleware FE 模块生成高质量的四面体网格模型，导出至 ABAQUS 计算渗透率、有效刚度和断裂强度。然后将支架压入兔颅骨中相同尺寸的骨缺损中，12 周时再次扫描并重建模型，确定每种结构的骨长入量，估算可表明机械稳定性的有效刚度判断新生骨的功能性。 不同排列结构的支架 四种结构的支架具有相同的连通性和近似的孔隙率，不同之处在于孔径和渗透率。结构 A 为对照组；结构 B：与 A 孔径不同，渗透率相近；结构 C：与 A 孔径相同，渗透率 A 是 […]