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在目前金屬基3D打印技術(shù)中，比較成熟的有以下幾種：
其中，運(yùn)用SLM技術(shù)制作的金屬部件，尺寸精度更好，成品致密度更高，力學(xué)性能也更優(yōu)。
材料孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)骨骼生長(zhǎng)效應(yīng)的影響，是骨組織生物工程中一直研究的熱點(diǎn)。大量研究表明，多孔支架的孔隙率、孔隙大小、孔隙形狀和表面結(jié)構(gòu)（粗糙度）等參數(shù)，對(duì)支架內(nèi)骨骼的生長(zhǎng)分化具有重要影響。
具體而言，孔徑大小不僅影響支架中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸、氧氣交換和微環(huán)境中代謝產(chǎn)物的清除，還與細(xì)胞遷移、細(xì)胞粘附、細(xì)胞增殖和分化、血管再生和軟骨礦化密切相關(guān)。
體外實(shí)驗(yàn)表明，孔隙率較低的支架通過抑制細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞聚集來促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)；相比之下，體內(nèi)更高的孔隙度可能會(huì)導(dǎo)致更好的成骨作用。研究發(fā)現(xiàn)，骨組織工程支架材料的理想孔隙率介于60% - 90%。同時(shí)，理想的頜骨植入材料，應(yīng)具備管道及宏 - 微孔結(jié)構(gòu)，以增加支架比表面積，提高細(xì)胞和生長(zhǎng)因子負(fù)載量，改善骨的傳導(dǎo)性。
3D打印技術(shù)可以制備出宏孔（>100μm）支架材料，但微納米孔結(jié)構(gòu)（<10μm）的制備依然需要借助表面處理技術(shù)。因此，需要對(duì)多孔鈦的表面選用合適的方法進(jìn)行改性，以利于成骨細(xì)胞的黏附、增殖及分化，誘導(dǎo)新生骨長(zhǎng)入，提高其表面親水性，并在骨 - 移植物界面處形成機(jī)械鎖結(jié)作用，使二者更加緊密地結(jié)合。
目前對(duì)鈦金屬表面改性的方法主要有物理法、化學(xué)法以及電化學(xué)法。其中，微弧氧化（Micro - arc oxidation, MAO）是一種相對(duì)簡(jiǎn)便、高效制備高結(jié)合強(qiáng)度微納米多孔涂層的技術(shù)。
該技術(shù)通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦等金屬及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫高壓作用，原位生長(zhǎng)出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。
通過前期研究發(fā)現(xiàn)，微弧氧化表面處理技術(shù)可以在純鈦片表面制備一層微納米多孔涂層，該涂層有利于細(xì)胞的黏附、增殖和成骨分化。并且，與光滑表面相比，微米形貌可通過增加材料表面與周圍骨組織的機(jī)械嵌合力，提高新骨形成的速率和骨量，從而獲得較好的骨整合效果。
本研究擬借助SLM 3D打印技術(shù)及微弧氧化技術(shù)，制備出具有宏 - 微孔相結(jié)合的鈦支架，對(duì)其進(jìn)行力學(xué)分析、材料表征并初步檢測(cè)支架材料的生物學(xué)活性，為今后構(gòu)建仿生下頜骨皮質(zhì)骨支架提供科學(xué)的理論依據(jù)。
具體操作上，先設(shè)計(jì)多孔鈦支架的鉆石分子結(jié)構(gòu)單元和簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)單元，將若干個(gè)單元按照鉆石和簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)相互連接，就可以建立出具有鉆石結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)的支架模型。其中，鉆石結(jié)構(gòu)記為Ti - DIA，簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)記為Ti - CU。
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