增材制造颞下颌关节陶瓷假体材料与结构设计研究进展

Research Progress in Materials and Structural Design of Temporomandibular Joint Ceramic Prosthesis under Additive Manufacturing

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摘要颞下颌关节(TMJ)负责连接人体下颌骨与颧骨,是咀嚼、语言、表情活动时不可或缺的关节.针对关节严重组织缺损和功能障碍,假体置换法重建关节是当前临床研究的主要方向之一.Al2O3、ZrO2及Si3N4等陶瓷材料凭借出色的生物稳定性和耐磨性在关节重建领域具有广阔的应用前景.但TMJ空间狭小、结构精密,陶瓷材料脆硬难加工的特性制约了定制化陶瓷TMJ假体的发展;此外,致密陶瓷与骨骼间弹性模量不匹配易引发局部骨吸收,局部区域多孔结构设计可以调节假体弹性模量,但常规均匀多孔结构难以有效缓解受力应力集中等问题.可见,材料性能、结构设计及精准制造技术是陶瓷TMJ假体研究的关键.鉴于此,综述了 3D打印技术在TMJ重建领域的应用现状,分析了关节重建用陶瓷材料及其3D打印致密件与多孔件的性能特征,总结了仿骨组织的梯度多孔结构设计方法,提出了局部多孔特征定制化陶瓷TMJ假体增材制造研究方向.旨在以3D打印技术实现患者假体制备的"量体裁衣",促进陶瓷TMJ假体的研究与临床应用发展.