上海大学《JMST》综述：3D打印钛合金的生物医学应用！

|3DScienceValley· 2022/06/29

以下文章来源于材料科学与工程，作者材料科学与工程

上海大学的研究人员总结了前人的研究工作，指出目前钛基生物材料面临的挑战，强调人工智能在3D打印参数选择和结构优化中的重要作用。相关论文以题为“Biomedical applications of the powder-based 3D printed titanium alloys: A review”发表在Journal of Materials Science & Technology。

钛植入物3D打印的挑战

随着人口老龄化和患者希望保持相同水平的活动和生活质量，骨科生物材料的使用在过去几年中急剧增加。在临床骨科生物材料巨大需求的推动下，骨组织工程发展迅速，并研究设计了一系列骨科生物材料。铁基和镁基生物材料借助3D技术得到了广泛的应用，与铁基和镁基生物材料相比，钛基生物材料具有高强度，低比模量，更好的生物相容性，在骨科生物材料中表现出具有竞争力的独特优势。

3D打印钛基生物材料可根据个人的不同需求而定制，不仅可以制造复杂的结构，而且在成本、制造周期、个性化定制等方面具有无可比拟的优势，可大力发展该技术在骨科、牙科和心血管等领域的应用。然而，该技术仍然面临着许多挑战，例如如何平衡多孔骨质生长与力学性能之间的关系、增材制造技术的选择以及参数优化等。

更好的冷却

文章通过对3D打印钛合金技术的分析和总结，得出以下结论：

（1）不同的3D打印技术在热扫描速度、电源功率、沉积速率等方面存在差异。与传统工艺相比，3D打印制备工艺具有快速加热和冷却的典型特性，需精确控制工艺参数，以获得高质量和可靠的零件;

（2）对骨组织的拓扑结构进行分类和描述，指出降低刚度的一种方法是合理优化多孔骨替代物的拓扑结构，从而减少骨替代物与宿主骨之间刚度的差异，从而缓解应力屏蔽问题。

（3）分析了快速加热和冷却的特点对钛合金组织演变的影响，可以通过调整两相组成和组织形态，可实现机械性能的改善;