快速成型在人工骨上的应用
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说明：
摘要:随着生活水平的日益提高，人们对骨损伤的修复要求也越来越高，人工骨骼的制造是骨损伤修复过程中的关键步骤，应用快速成型技术来制造人工骨骼能够大幅度降低骨骼制造的难度。国内外学者对人工骨骼的制造做了大量的研究，在人工骨骼新材料的研究和快速成型制造人工骨的新方法等方面都取得了积极的研究成果。本文结合近年来相关的文献资料，对人工骨骼制造的研完成果进行了系统综述，主要介绍了制作人工骨骼的新材料的研究状况和应用快速成型技术加工人工骨骼的一些新型工艺方法的发展状况，对快速成型技术的软件发展也做了介绍。随着人工骨骼快速成型制造研究的快速发展，人工骨骼的制作质量将得到大大提高，制作成本将大幅度降低。
关键词:快速成型;人工骨;
0 前言
随着社会文明进步、经济发展和生活水平日益提高，人类对自身的医疗康复事业格外重视。然而人类的疾病、事故和局部战争导致大量人体创伤，其中人体骨骼的损伤使许多人成为残疾而失去基本生活能力，给病人及其家庭和社会都带来了极大的影响.随着制造业自动化程度的提高，高速交通工具的出现使人体骨骼创伤的发生率大幅度上升，而且多
是复合多发性的，这就向医学提出了更高的要求.如何帮助患者修复缺损或缺失的硬组织，更好地恢复人体硬组织功能是医学界一直在探索的问题。
尽管骨具有自我愈合的能力，但骨伤的自我修复是一个较漫长的过程〔生长速度为1 pm/24 h),甚至有些骨骼创伤是无法自我修复的，如:由于骨肿瘤引起骨整体去除等.人类对骨损伤采用的治疗术从最初的截除伤残肢体，使用拐杖，发展到以后的外固定、牵引术、内固定、植人人工骨等.医学界一直在努力解决人工骨的材料、制造、植人和再生等方面问题，但由于人工骨的特殊性结构，制造手段与技术还远远不能满足医学的要求，目前
这些存在于人工骨制造中的重要问题仍然没有得到很好的解决;目前医学上的研究主要集中在植人骨的生物特性研究上.
人工骨的制造除了骨骼的宏观外形结构外，骨骼的内部微细结构的制造也是一个非常重要的问题.骨骼作为一种有生命的器官，它的内部是由相互导通的微空洞组成，人体的毛细血管通过这些小孔进人骨组织内部，给骨细胞输送养料，完成代谢过程.当骨发生损伤时，通过这种微细结构和体内的活性物质的帮助，骨骼可以进行自我愈合.如果没有这
些微结构，能够成活的仅仅是最靠近接受区，能从周围组织获得营养物质的部分骨细胞;大部分骨细胞因没有充足的营养而难以成活.不能成活的骨细胞会发生自溶性坏死，骨骼就将失去活性只有通过哈佛管、浮克曼管和骨小管这些骨骼内部微观管道，人工骨的最内层才能获得营养物质因此，骨骼的制造不仅要考虑外形的制造，还必须考虑内部微结构的
制造.传统的机械加工方法及常用的数控加工很难甚至是不可能达到这一要求.目前制造具有一定生物活性的骨骼，多是通过使用生物材料，如:经基磷灰石、经基磷酸钙等，利用材料本身的多孔性或采用发泡剂来模拟骨骼内部组织的微空洞但这些微空洞的大小、形状及分布都不能很好的再现骨组织微细结构的特点，并且这些微空洞之间的导通率难以保证，严重影响到人工骨中血液和营养的循环、代谢.
快速成型技术(RapidP rototyping，简称RP)是近几年发展起来的一门全新制造技术.它采用材料累加法原理，有CAD数据驱动激光束或喷头扫描，直接形成三维实体而无需任何刀具、工夹具等生产准备工作，且编程难度低，对于制造以复杂表面和内腔为主的人体骨骼具有独特的优越性而且可以实现CT数据到金属骨骼的快速成型，很好地解决人工骨制造成型的一些间题.本 文 主 要就制作人工生物活性骨的材料及应用快速成型技术加工人工生物活性骨的工艺方法的现状和发展状况进行了归纳和总结.
1制作人工生物活性骨材料的研究
2 制造人工骨快速成型方法的选择
3 人工骨快速成型软件的发展
4 结束语
参考文献：
1 陈光，崔崇.新材料概论〔M].北京:科学出版社，2003.
2 颜永年，崔福斋，张人估.人工骨的快速成形制造 材料导报 ，2 00 0, (2 );11-13.
3国家新材料行业生产力促进中心.国家新材料产业发展战略咨询委员会 ， 北京麦肯桥咨询有限公司中国新材料发展报告
4王运赣快速成形技术[M].武汉:华中理工大学出版社，
5刘月辉.史春涛郝志勇.快速成型技术在汽车上的应用L1]
材料工艺设备，2001,(6); 25-28.
6 Midkiff，F.Rapidp rototypingo fcomputings ystems[J].V i,-ginia Instituteo fT echnology,2002,(1);14-17.
7陈中中，李涤尘。卢秉恒.用于人工骨制造的新型快速成型系统的开发及其工艺参数研究机床与液压,2003,(3):91-93 .
8刘光富，李爱平.熔融沉积快速成形机的螺旋挤压机构设计 机械设计，2003,(9);23-26.
9黄天佑.材料加工工艺[M].北京:清华大学出版社，2004
10吴永辉.基于RP的人工生物活性骨制造系统的研究与开发
西 安 :西安交通大学,2001.
作者点评：
综上所述，快速成型技术已经在人工骨制造领域显示出其强大应用前景，虽然目前该技术还存在一些问题，如从CT提取骨骼模型转化成STL格式时会有模型不完整的情况，这主要是STL格式算法造成的;快速成型加工设备较昂贵，一般医疗研究单位可能尚无法承受等等但相信通过进一步努力，该技术的众多优势，必将会在骨骼医学领域中发挥巨
大的作用.