CN212853732U - 个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网;所述镁网截面形状呈U型;所述镁网表面开设有网孔,底部开设多个固定孔,镁网通过固定孔及固定螺钉固定于牙槽骨缺损部位。该镁网依据CT数据设计个性化的模型结构,利用3D打印技术构成;克服了传统钛网需要术中弯制和术后暴露率高的缺点。镁网表面为完全开孔正六边形结构,该网孔结构具有自支撑、易成型、打印精度高和力学性能佳等优点。同时结合镁材料的可降解性和镁离子骨诱导促成骨优点,解决钛网应力遮挡、不可降解、种植牙时还需要二次手术取出等问题。本实用新型的镁网具有外形可控、自支撑、易成型、打印精度高和力学性能佳特点,可作为新一代口腔牙槽骨大面积骨缺损修复支架。
Description
技术领域
本实用新型属于生物医用材料制备技术领域,涉及一种个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网;尤其涉及一种应用3D打印技术制备的具有自支撑、易成型、打印精度高和力学性能佳等优点的个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网。
背景技术
对于口腔临床来说,大面积颌骨缺损的治疗一直是口腔种植医生的难题。种植体植入部位骨量的不足影响着种植治疗的适应症、种植体的质量、功能负载、种植美学及种植体在口腔内的有效生存时间。因此,通过骨再生的手段来增加骨缺损部分的骨高度和骨宽度是十分必要的。常用的骨增量技术包括自体骨移植术、牵引成骨术和引导性骨再生术,其中通过生物膜层隔离骨缺损部位与软组织以促进骨增长的引导性骨再生术(GBR) 效果显著,已被广泛应用于临床中。但是由于生物膜层的力学强度低,对于较大的骨缺损不能维持缺损部位稳定的三维空间,因此单纯应用GBR技术进行骨增量效果并不理想。目前,利用钛网优异的机械性能在缺损处提供稳定的三维空间正日益被接受,但临床上常用的传统成型钛网存在与牙槽骨解剖形态不贴合、术中弯制费时费力、术后钛网暴露率高等缺点。
随着增材制造技术的不断发展,数字化建模技术结合3D打印增材制造工艺制备的个性化钛网成为目前的最佳选择。个性化钛网可以根据重建颌骨模型的缺损部位进行原位设计,能紧密贴合牙槽骨解剖外形,提供足够的成骨空间引导并控制再生骨的轮廓外形,可以应用于水平骨缺损、垂直骨缺损、水平-垂直联合骨缺损,尤其适用于大面积骨缺损的修复。同时利用个性化钛网还可以提前制定手术方案,免去手术中手工塑形,大大缩短手术时间,具有外形佳、精准度高、简单方便等特点;如CN108992211A和 CN109662807A。
但是由于钛网不能降解,在后期种植牙时还需要二次手术将其取出,增加了患者的痛苦及经济负担。镁合金材料由于其良好的生物相容性和力学性能以及可降解特性,在骨缺损领域得到了广泛应用。
然而由于镁合金易燃、易氧化的特点,镁合金3D打印时会存在较大的安全风险,同时镁合金还具有低沸点和高蒸汽压的特性,导致其在3D打印过程中会出现严重的粉体飞溅,加上3D打印的制备精度限制,使得制备得到的镁网表面网孔往往发生扭曲或者堵塞,这些缺陷严重损害了镁网的力学性能且容易引起局部腐蚀进而影响镁网的降解性能,因此3D打印镁网在牙槽骨缺损重建中的应用受到了严重的制约。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷,提供一种个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
第一方面,本实用新型涉及一种个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网;所述镁网截面形状呈U型,边缘圆滑过渡,以将所述镁网覆盖于牙槽骨缺损部位,并与牙槽骨缺损部位紧密贴合;
所述镁网为完全开孔结构,表面开设有网孔,网孔整体均匀分布,所述网孔为正六边形;
所述镁网的底部开设多个固定孔,镁网通过固定孔及固定螺钉固定于牙槽骨缺损部位。
作为本实用新型的一个实施方案,该镁网是依据扫描重建的牙槽骨模型原位生成完全覆盖牙槽骨缺损的三维结构。
作为本实用新型的一个实施方案,该镁网的高度达到邻牙的釉牙骨质界高度或邻牙的牙槽嵴顶高度,近远中向宽度为镁网顶部边界距离邻牙的边界2~3mm。
作为本实用新型的一个实施方案,所述镁网的整体尺寸长度为10~100mm,高度为5~15mm;所述镁网的厚度为0.1~0.5mm。
作为本实用新型的一个实施方案,所述网孔的孔径(正六边形外接圆直径)为100~ 2000μm;相邻网孔各连杆的夹角为120°。
作为本实用新型的一个实施方案,所述固定孔位于镁网两侧的底部边缘位置,每侧至少两个固定孔,相邻固定孔之间的间距相等。
作为本实用新型的一个实施方案,所述固定孔孔形为圆形,孔径1~3mm。
作为本实用新型的一个实施方案,所述镁网和固定螺钉由纯镁或镁合金材料材质构成。
作为本实用新型的一个实施方案,所述纯镁为纯度≥99.99%的高纯镁;所述镁合金的组成为:镁95.2-97.5wt.%,钕2~4wt.%,锌0.2~0.3wt.%,锆0.3~0.5wt.%。
高纯镁中杂质含量少,微观组织为均一单相结构,具有良好的耐蚀性能,腐蚀速率低于镁合金(AZ31、WE43等),降解模式为均匀降解;Mg-Nd-Zn-Zr合金中通过加入少量细胞毒性轻微(临床可接受)的轻稀土元素Nd作为低合金化元素,Nd的加入可以保证镁合金具有良好的时效析出强化和固溶强化效果,并可大幅度提高镁合金基体的电极电位,减小基体与第二相的电偶腐蚀电位差,从而提高镁合金的耐均匀腐蚀性能,在模拟体液中的腐蚀速率与高纯镁类似,低于常见的镁合金材料,如AZ31、WE43等,同时 Mg-Nd-Zn-Zr合金还可以实现均匀降解,不会出现上述合金表现出的局部腐蚀现象。通过采用本实用新型中镁材料,才能打印出具有均匀降解的镁网,获得临床所需要的效果。
作为本实用新型的一个实施方案,所述镁网通过3D打印技术构成。本实用新型依据CT数据确定个性化牙槽骨重建用支撑网的模型结构,通过3D打印技术构成所述镁网。
在本实用新型的3D打印个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网体系中,正六边形网孔具有优异的自支撑作用,打印过程中不会发生网孔塌陷;网孔各连杆的夹角为钝角(120°),有利于3D打印成型,不会发生网孔堵塞;杆状结构易于成型,打印误差小。同时,相同网孔大小和厚度前提下,正六边形网孔具有最佳的力学支撑性能。通过采用正六边形网孔,可以制备出更适宜临床需要的牙槽骨重建用镁网。
作为本实用新型的一个实施方案,所述镁网表面还具有生物相容性涂层;所述生物相容性涂层厚度为5~100μm。
作为本实用新型的一个实施方案,所述涂层为可降解钙磷涂层、可降解高分子涂层或微弧氧化涂层。
作为本实用新型的一个实施方案,所述可降解钙磷涂层是透钙磷石涂层或羟基磷灰石涂层;所述可降解高分子涂层为聚乳酸涂层;所述微弧氧化涂层为氧化镁涂层。
本实用新型的个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网是通过包括如下步骤的方法来提供的:
步骤1,对口腔进行CT扫描,获取牙齿和颌骨数据,将所获取的数据导入软件中重构形成牙槽骨三维模型;
步骤2,基于所重构的牙槽骨三维模型,确定骨缺损部位,在软件中模拟植入位点及虚拟骨增量,生成能覆盖骨缺损部位的镁网三维结构模型;基于所生成的镁网三维结构模型,确定固定螺钉孔位置和尺寸,生成对应的固定孔;
步骤3,将镁网三维结构模型导入3D打印设备,镁网倾斜30°~60°放置,依据镁网放置位置确定支撑结构,利用激光粉末床熔化技术在粉末床上逐层打印生成个性化镁网;
步骤4,镁网冷却至室温后从设备中取出,除去支撑,对镁网进行表面处理,除去表面粘连的未熔化颗粒,即得所述镁网。
优选的,步骤1中,所述三维CT扫描方式为锥形束CT(CBCT)扫描,CBCT扫描采用锥形X射线,可围绕扫描位置旋转一周。相比于传统CT扫描技术能够得到更全面的图像信息,同时CBCT扫描还兼具放射剂量小和空间分辨率高的特点。
优选的,步骤2中,所述镁网在软件中原位生成,能够保证镁网全面覆盖缺损部位;所述固定孔根据植入部位与镁网结构特制,能够保证镁网紧密贴合缺损处,减少手术操作难度和时间。
优选的,步骤3中,所述镁网打印时倾斜30°~60°放置,如果倾斜角度小于30°将导致镁网不容易成型;如果斜角度大于60°将镁网不易加支撑且会产生原料浪费。
优选的,镁粉打印前需要进行预热,预热温度150℃。如果粉末床没有进行预热,由于粉末床的导热性较差,会导致打印过程中粉末床存在很大的温度梯度,加之镁材料较高的热裂倾向,易使得镁网产生热裂纹。
优选的,镁粉形状为规则球形,颗粒尺寸为20~80μm;所述3D打印制备参数为激光功率50~100w,扫描速度为300~600mm/s,扫描线宽为60~100μm,扫描层厚为 20~50μm,相邻层旋转73°扫描。如果镁粉圆整度较低,在铺粉时镁粉的流动性变差,将不能保证铺粉的均匀性导致打印过程易产生缺陷;同时如果镁粉尺寸小于20μm时,制备成本会上升,且容易在打印过程中发生飞溅,如果镁粉尺寸大于80μm时,粉体不易被熔化,且相邻粉体之间的空隙大、熔化后易产生气孔。另外,当激光功率小于50w 或者扫描速度大于600mm/s或者扫描线宽大于100μm或者扫描层厚大于50μm时,镁粉不能完全熔化,导致未熔合缺陷增加;当激光功率大于100w或者扫描速度小于 300mm/s或者扫描线宽小于60μm或者扫描层厚小于20μm时,镁合金熔池过热,导致易形成热裂纹,同时温度梯度增加导致微观组织粗大;打印时相邻层为73°旋转扫描,可以避免多层堆叠形成的累积效应,降低残余应力的影响。
优选的,步骤4中,所述3D打印得到的镁网还需进行表面处理,具体包括喷丸和化学抛光。这是因为表面处理可以去除镁网表面粘连的未熔化粉体,显著提高表面的平整度,很好的实现与模型相似的结构完整性,同时光滑表面有利于后续进行涂层涂覆。
优选的,镁网抛光后还包括表面涂覆可降解钙磷涂层、可降解高分子涂层和微弧氧化涂层中至少一种涂层的步骤。如果镁网表面未涂覆涂层,由于镁合金材料在生理环境下的降解速度较快,会伴随有氢气泡的形成,聚集在植入部位周围会引发炎症。
本实用新型中,涂覆所述可降解钙磷涂层的制备方法为化学转化法、水热转化法中任一种;
所述化学转化法是指将所述镁网首先浸泡于氢氟酸中8-24h,通过化学反应在样品表面生成MgF2涂层,所得涂层厚度为1~2μm;然后将涂覆MgF2涂层的镁网放置于过饱和的钙磷处理溶液中,静置不同的时间使得样品表面形成一层均匀的透钙磷石涂层。所述钙磷处理溶液为Ca(H2PO4)2·H2O、NaNO3和30%H2O2的混合溶液,静置时间为12~ 72h;所得涂层厚度为5~20μm;
所述水热转化法是指将上述已制备透钙磷石涂层的镁网放置于含有一定浓度钙离子和磷酸氢根离子的溶液中,调节溶液的pH值和反应温度,静置不同的时间即可使得样品的透钙磷石涂层转化为羟基磷灰石涂层。溶液pH值为7~10,化学反应温度为60~100℃,静置时间为6~24h,所得涂层厚度为5~20μm;
涂覆所述可降解高分子涂层中聚乳酸涂层的制备方法为提拉法;所述提拉法是指将聚乳酸溶解于乙酸乙酯中,得到聚乳酸溶液,然后利用浸渍提拉仪在所述镁网表面制备聚乳酸涂层;所得涂层厚度为5~10μm;
涂覆所述微弧氧化涂层的制备方法是指将所述镁网浸入基本成分为硅酸盐或磷酸盐的电解质中,采用电流控制模式,所选电流为直流或交流或脉冲电流,频率范围 100-500Hz,处理5-30min后进行封孔后处理,所选封孔方式为硅酸盐封孔或磷酸盐封孔或溶胶凝胶封孔;所得涂层厚度为5~75μm。
与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:
(1)本实用新型依据CT数据确定个性化牙槽骨重建用支撑网的模型结构,实现尺寸可控,同时实现固定钉的最佳定位,利用3D打印技术构成的支撑网(镁网)具备高精度,能够使得支撑网紧密贴合不同病患者的牙槽骨解剖外形,为缺损部位的三维空间提供足够的力学支撑,保护骨填充物的形态;克服了传统钛网需要术中弯制和术后暴露率高的缺点,减少手术难度和时间,提高手术成功率;
(2)本实用新型采用3D打印技术构成镁网本体,可以直接成型复杂结构的植入物,制备周期短、原材料损失小、重复性高,制备过程对镁网无污染;
(3)本实用新型采用正六边形网孔的镁网本体,具有优异的自支撑作用,3D打印过程中不会发生网孔塌陷;网孔各连杆的夹角为钝角(120°),有利于3D打印成型,不会发生网孔堵塞;杆状结构易于成型,打印误差小;同时,相同网孔大小和厚度前提下,正六边形网孔具有最佳的力学支撑性能;
(4)本实用新型在抛光后镁网光滑表面上涂覆了生物相容性涂层,可以保证涂层能够均匀平整覆盖样品,涂层不仅能有效调控镁网的腐蚀降解行为,同时还能促进骨细胞粘附和增殖,进一步促进骨愈合。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为镁网试样的三维模型和相应的打印实物图:(a)三角形网孔的镁网,(b) 四边形网孔的镁网,(c)六边形网孔的镁网,(d)圆形网孔的镁网,(e)蜂窝圆网孔的镁网;
图2为本实用新型的整体结构和孔结构示意图:(a)整体结构示意图,其中,1 牙槽骨、2镁网、3表面网孔、4固定孔、5固定螺钉;(b)正六边形网孔结构示意图;
图3为镁网三维结构模型示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以进行若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。
本实用新型充分利用镁合金材料与人体骨相似的力学性能、全降解和骨诱导促成骨优点,解决传统牙槽骨钛网材料应力遮挡、不可降解、骨增量小、种植牙时还需要二次手术取出钛网等问题。
本实用新型在研发过程中发现,镁合金在3D打印过程中会出现严重的粉体飞溅,加上3D打印的制备精度限制,使得制备得到的镁网表面网孔往往发生扭曲或者堵塞。进一步通过对镁网的网孔结构进行优化设计克服了上述缺陷。同时,牙槽骨缺损重建用可降解镁网的机械强度与网孔结构密切相关,且网孔结构对于防止镁网暴露和软组织生长也至关重要。进一步的,相对于目前常用的镁合金材料如AZ31、WE43均存在降解速度过快和腐蚀模式为严重的局部腐蚀(点蚀),会造成其在前期因降解过快导致过早丧失力学支撑作用的问题,本实用新型提供了高纯镁(纯度≥99.99%)以及镁合金(镁 95-97.8wt.%,钕2~4wt.%,锌0.2~0.3wt.%,锆0.3~0.5wt.%),进而能够打印出具有均匀降解性能的镁网,获得临床所需要的效果。
本实用新型最终实现了提供一种3D打印个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网。具体见以下实施例:
实施例1、不同网孔结构镁网的设计和制备
使用3-matic12.0软件(Materialise,比利时)设计出五种不同孔结构的支撑网,网孔结构分别为三角形、四边形、六边形、圆形、蜂窝圆,网孔大小取最大值2mm。由于个性化镁网具有特异性结构,不易于后续测量其力学性能,因此这里采用平面网板进行等效代替,根据国标GB/T 232-2010金属材料弯曲试验方法规定,设计平面网板标准试样的长度和宽度分别为40mm、20mm,厚度设计为0.4mm,使用激光粉末床熔化技术进行制备,所用材料为Mg-3wt.%Nd-0.2wt.%Zn-0.5wt.%Zr镁合金材料。
平面网板试样的三维模型和相应的打印实物图如图1所示:(a)三角形网孔的镁网,(b)四边形网孔的镁网,(c)六边形网孔的镁网,(d)圆形网孔的镁网,(e) 蜂窝圆网孔的镁网。从图1中的打印实物图可以看出,三角形和四边形镁网试样侧边不连续,且侧边存在很多凸起,部分堵塞边缘网孔,这是由于三角形和四边形网孔中存在很多锐角,制备时由于3D打印精度的限制,锐角尖锐处不能成形。圆形和蜂窝圆镁网试样中的小孔被表面粘连的镁合金粉末完全堵塞,且部分圆形网孔出现明显精度偏差和未连接缺陷,表明这两种孔结构镁网的打印实物与设计模型存在很大的打印误差,这是由于圆形网孔的自支撑性能较差,打印时会出现塌陷导致圆形孔不能完整成形;同时由于打印精度的限制,不能完全复刻设计模型中的圆整度,导致制备的圆形孔扭曲为椭圆形。而六边形网孔成形精度好,未出现网孔不连续或堵塞现象,与设计模型的重复性很高。
实施例2、不同网孔结构镁网的力学性能测试
将本实施例1中制备得到的不同孔结构的平板镁网,按照GB/T 232-2010弯曲标准使用万能试验机进行力学弯曲实验,施加载荷垂直与平面网板,施加的速率为1mm/min,直至镁网试样破坏。
记录镁网试样的载荷(N)和实时横梁位移(mm),得出载荷-位移曲线,利用公式计算出镁网试样的抗弯强度和抗弯刚度,数据结果如表1所示。可以看出,六边形网孔和圆形网孔的镁网具有最大的抗弯强度和抗弯刚度;而三角形和蜂窝圆网孔的镁网具有最差的弯曲力学性能。综合考虑不同孔结构镁网的打印误差和力学性能,六边形网孔结构为最优构型。
表1
实施例3、正六边形网孔纯镁网的设计和制备
本实施例涉及一种用于牙槽骨缺损重建用的可降解镁网,图2(a)为本实施例的整体结构示意图,包括牙槽骨1和镁网2,所述牙槽骨1的表面有骨缺损部位,所述镁网 2截面形状呈U型,边缘圆滑过渡,完全覆盖牙槽骨缺损部位,并与牙槽骨缺损部位紧密贴合;所述镁网2表面开设有均匀分布的网孔3,所述镁网2通过底部开设的固定孔 4以及固定螺钉5与牙槽骨1连接固定。图2(b)为镁网网孔的结构示意图。
所述镁网长度为100mm,高度为15mm,厚度为0.5mm,所述网孔为正六边形,孔径为1000μm,网孔各连杆的夹角为120°;所述固定孔为圆形,孔径3mm,所述镁网和固定螺钉为高纯镁(纯度≥99.99%)材料。
本实施例涉及前述的用于牙槽骨缺损重建用的可降解镁网制备方法,所述方法包括如下步骤:
步骤1,对患者口腔进行锥形束CT(CBCT)扫描,将获取的DICOMS格式数据导入Mimics19.0软件中对头颅进行三维重构,通过阈值调控获得颌骨的三维模型STL文件;
步骤2,将颌骨STL文件导入逆向工程Geomagic Studio软件中对模型进行精细化处理;将精细化处理的数据导入3-matic Research 10.0中确定骨缺损部位,模拟植入位点,然后使用Geomagic Studio软件虚拟骨增量,生成能覆盖骨缺损部位的镁网三维结构模型。基于所生成的镁网三维结构模型,确定螺钉孔位置位于镁网底边端部,生成直径3mm 的圆形固定孔。
步骤3,将镁网三维结构模型导入3D打印设备,将镁网模型与基板呈45°倾角放置,生成棒状支撑结构,支撑结构与镁网为点接触,便于去除。利用北京易加三维科技有限公司EP-M250金属3D打印机进行逐层打印,粉体是医用可降解纯度为99.99%的高纯镁粉,形状为规则球形,镁粉颗粒尺寸为50~80μm。打印开始前,对3D打印机舱体进行惰性气体填充,直至舱体氧含量降至100ppm以下,所述3D打印制备参数为激光功率90w,扫描速度为500mm/s,扫描线宽为90μm,当每一层扫描结束后,基板下降层厚为30μm重复上一层的制造过程直至打印完成,制备时相邻层的激光扫描方向依次旋转73°进行扫描。
步骤4,打印结束后待3D打印机舱体温度降至室温后取出样品,除去棒状支撑将镁网与基板分离;将除去支撑后的镁网进行表面处理,具体包括喷丸和化学抛光,去除镁网表面粘连的未熔化粉体,提高其表面的平整度,抛光结束后在无水乙醇溶液中超声清洗10min,吹干,即得所述可降解镁网。所得镁网结构完整,表面网孔大小一致、均匀分布,未出现网孔堵塞或者扭曲等现象。
实施例4、正六边形网孔镁合金网的设计和制备
本实施例涉及一种用于牙槽骨1缺损重建用的可降解镁网,整体结构示意图如图2所示。所述镁网2和固定螺钉5为Mg-3wt.%Nd-0.2wt.%Zn-0.5wt.%Zr镁合金材料,所述镁网2长度为20mm,高度为10mm,厚度为0.3mm,表面网孔3孔形为正六边形,孔径为500μm,镁网2外侧底部开设有3个固定孔4,相邻固定孔4之间的间距相等,内侧底部开设有2个固定孔4,所述固定孔4孔形为圆形,孔径2mm。图3为镁网三维结构模型示意图,该图准确地反映了本实用新型中所描述的结构特征,例如,六边形的孔形及它们的分布特征、固定孔的数量及其排列方式等。
本实施例涉及前述的用于牙槽骨缺损重建用的可降解镁网制备方法,所述方法包括如下步骤:
步骤1,对患者口腔进行锥形束CT(CBCT)扫描,将获取的DICOMS格式数据导入Mimics19.0软件中对头颅进行三维重构,通过阈值调控获得颌骨的三维模型STL文件;
步骤2,将颌骨STL文件导入逆向工程Geomagic Studio软件中对模型进行精细化处理;将精细化处理的数据导入3-matic Research 10.0中确定骨缺损部位,模拟植入位点,然后使用Geomagic Studio软件虚拟骨增量,生成能覆盖骨缺损部位的镁网三维结构模型。基于所生成的镁网三维结构模型,确定两侧螺钉孔位置位于镁网底边端部,生成直径2mm的圆形固定孔。
步骤3,将镁网三维结构模型导入3D打印设备,将镁网模型与基板呈30°倾角放置,生成棒状支撑结构,支撑结构与镁网为点接触,便于去除。利用北京易加三维科技有限公司EP-M250金属3D打印机进行逐层打印,粉体是医用可降解镁合金 Mg-3wt.%Nd-0.2wt.%Zn-0.5wt.%Zr,形状为规则球形,镁合金粉末颗粒尺寸为20~50μm。打印开始前,对3D打印机舱体进行惰性气体填充,直至舱体氧含量降至100ppm以下,所述3D打印制备参数为激光功率80w,扫描速度为400mm/s,扫描线宽为80μm,当每一层扫描结束后,基板下降层厚为30μm重复上一层的制造过程直至打印完成,制备时相邻层的激光扫描方向依次旋转73°进行扫描。
步骤4,打印结束后待3D打印机舱体温度降至室温后取出样品,除去棒状支撑将镁网与基板分离;将除去支撑后的镁网进行表面处理,具体包括喷丸和化学抛光,去除镁网表面粘连的未熔化粉体,提高其表面的平整度,抛光结束后在无水乙醇溶液中超声清洗10min,吹干,即得所述可降解镁网。
镁网抛光之后的实物图中可见镁网表面呈现金属光泽,表面网孔大小一致、均匀分布,未出现网孔堵塞或者塌陷等现象,整体结构与图3中设计模型一致,表明了3D打印技术对于制备个性化镁网结构的可行性,说明正六边形网孔适用于镁网的成型,同时说明了表面处理可以有效去除表面粘连粉体、能够实现镁网的高精度制备。
实施例5、镁网表面钙磷涂层的涂覆
首先按照本实用新型实施例3中的方法制备得到镁网,将所述镁网放置于40%氢氟酸中浸泡12h,并使用摇床对氢氟酸进行震荡处理,使样品表面形成一层均匀的MgF2涂层。然后利用去离子水和无水乙醇分别超声清洗5min,吹干。将氟化后的镁网放置于过饱和的钙磷处理溶液中,钙磷处理溶液为5g/L Ca(H2PO4)2·H2O、60g/L NaNO3和 20ml 30%H2O2,静置12h,然后利用去离子水和无水乙醇分别超声清洗5min,吹干,即可在样品表面形成一层均匀的透钙磷石涂层,利用电子显微镜观察涂层形貌。
涂覆透钙磷石涂层的镁网实物图可以看出透钙磷石涂层在镁网表面均匀分布,镁网结构与图3中未进行表面涂层处理的镁网结构保持一致,涂层呈现暗灰色;由镁网表面透钙磷石涂层的电子显微图片,可以看出涂层微观组织形貌呈花瓣状,涂层成分为O、 Ca和P三种元素。说明透钙磷石涂层能在镁合金表面均匀成型,对镁合金基体能完全覆盖、起到保护作用。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本实用新型的实质内容。
Claims (9)
1.一种个性化牙槽骨缺损重建用可降解镁网,其特征在于,所述镁网截面形状呈U型,边缘圆滑过渡,以将所述镁网覆盖于牙槽骨缺损部位,并与牙槽骨缺损部位紧密贴合;
所述镁网为完全开孔结构,表面开设有网孔,网孔整体均匀分布,所述网孔为正六边形;
所述镁网的底部开设多个固定孔,镁网通过固定孔及固定螺钉固定于牙槽骨缺损部位。
2.如权利要求1所述的镁网,其特征在于,所述镁网的整体尺寸长度为10~100mm,高度为5~15mm;所述镁网的厚度为0.1~0.5mm。
3.如权利要求1所述的镁网,其特征在于,所述网孔的孔径为100~2000μm;网孔各连杆的夹角为120°。
4.如权利要求1所述的镁网,其特征在于,所述固定孔位于镁网本体两侧的底部边缘位置,每侧至少两个固定孔,相邻固定孔之间的间距相等。
5.如权利要求4所述的镁网,其特征在于,所述固定孔孔形为圆形,孔径1~3mm。
6.如权利要求1所述的镁网,其特征在于,所述镁网和固定螺钉由纯镁或镁合金材料材质构成。
7.如权利要求1所述的镁网,其特征在于,所述镁网通过3D打印技术构成。
8.如权利要求1所述的镁网,其特征在于,所述镁网表面还具有生物相容性涂层;所述生物相容性涂层厚度为5~100μm。
9.如权利要求8所述的镁网,其特征在于,所述涂层为可降解钙磷涂层、可降解高分子涂层或微弧氧化涂层。
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