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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:余如㛔
研究生(外文):YU, JU-FENG
論文名稱:開發熔融擠製積層製造技術製作高TCP固含量支架之研究
論文名稱(外文):The research of Additive Manufacturing of Material Extrusion for high Tricalcium Phosphate/ Polycaprolactone scaffolds
指導教授:汪家昌
指導教授(外文):WANG, JIA-CHANG
口試委員:汪家昌提莫提烏斯·帕桑彭珮雯江卓培
口試委員(外文):WANG, JIA-CHANGTIMOTIUS PASANGPENG, PEI-WENJIANG, JUO-PEI
口試日期:2023-07-14
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機械工程系機電整合碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2023
畢業學年度:111
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:積層製造植牙材料3D列印
外文關鍵詞:Additive ManufacturingDental Implant Materials3D Printing
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摘 要 i
ABSTRACT iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 x
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景與目的 2
1.3 論文架構 4
第2章 文獻回顧 5
2.1 植牙補骨粉失敗因素 6
2.2 積層製造結合醫療技術回顧 7
2.2.1 光聚合固化技術(Vat Photopolymerization) 7
2.2.2 材料擠製成型技術(Material Extrusion) 10
2.2.3 粉末床熔融技術(Powder Βed Fusion) 12
2.3 植牙補骨材料回顧 13
2.3.1 不可吸收骨粉 14
2.3.2 可吸收骨粉 14
2.4 再生膜材料回顧 14
2.5 FDM機台回顧 15
2.5.1 創想CR-10S PRO 3D列印機 16
2.5.2 瑞典CELLINK InKrediβle+ 3D Βioprinter 16
2.5.3 Eazao Zero 17
2.6 結論 19
第3章 熔融擠製應用於植牙補骨系統設計 22
3.1 材料製作方式 22
3.1.1 材料選用 23
3.1.2 材料配比測定 25
3.2 製程原理 28
3.3 機台規劃 30
3.3.1 擠出頭設計 31
3.3.2 平台作動系統 37
3.3.3 噴頭設計 40
3.4 控制系統 41
3.4.1 控制流程圖 41
3.4.2 控制板介紹 43
3.5 機台實體組裝 45
第4章 補骨材料鏤空結構製作 47
4.1 材料棒製作 47
4.2 不同配比之熔融指數分析 50
4.3 植牙補骨材料列印方法 51
4.3.1 Marlin 設定 52
4.3.2 列印流程 53
4.4 補骨支架列印實驗與成品討論 54
4.4.1 配比30wt%TCP-70wt%PCL列印 55
4.4.2 配比40wt%TCP-60wt%PCL熔融指數 57
4.4.3 配比50wt%TCP-50wt%PCL熔融指數 58
4.4.4 配比60wt%TCP-40wt%PCL熔融指數 60
4.5 實際植體列印 60
4.6 實驗總結 62
4.7 加入造孔劑實驗 62
第5章 結論與展望 65
5.1 結論 65
5.2 未來展望 66
參考文獻 67


[1]V. V. Popov等, 作者, 「Powder Bed Fusion Additive Manufacturing Using Critical Raw Materials: A Review」, Materials, 卷 14, 期 4, 頁 909, 2月 2021, doi: 10.3390/ma14040909.
[2]鄭正元, 江卓培, 林宗翰, 林榮信, 蘇威年, 汪家昌, 蔡明忠, 賴維祥, 鄭逸琳, 洪基彬, 作者, 「3D列印:積層製造技術與應用」, 博客來. https://www.books.com.tw/products/0010754885 (引見於 2023年3月14日).
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[4]「Which Additive Manufacturing Process Is Right for You? | manufacturing.REPORT」. https://manufacturing.report/articles/which-additive-manufacturing-process-is-right-for-you (引見於 2023年6月14日).
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[6]P. Rider, Ž. P. Kačarević, S. Alkildani, S. Retnasingh, R. Schnettler及M. Barbeck, 作者, 「Additive Manufacturing for Guided Bone Regeneration: A Perspective for Alveolar Ridge Augmentation」, Int. J. Mol. Sci., 卷 19, 期 11, Art. 期 11, 11月 2018, doi: 10.3390/ijms19113308.
[7]「Optimising bone regeneration in dentistry」. https://www.facmed.uliege.be/cms/c_7995259/en/optimising-bone-regeneration-in-dentistry (引見於 2023年6月14日).
[8]H.-J. Jeong等, 作者, 「Fabrication of Three-Dimensional Composite Scaffold for Simultaneous Alveolar Bone Regeneration in Dental Implant Installation」, Int. J. Mol. Sci., 卷 21, 期 5, Art. 期 5, 1月 2020, doi: 10.3390/ijms21051863.
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[10]L. Mahesh, N. Poonia及H. Morales, 作者, 「Management of a Failed Implant Site with Guided Bone Regeneration, Reimplantation, and Root Submergence Technique」, Int. J. Oral Implantol. Clin. Res., 卷 7, 期 2, 頁 45–47, 8月 2016, doi: 10.5005/jp-journals-10012-1153.
[11]P. Tack, J. Victor, P. Gemmel及L. Annemans, 作者, 「3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review」, Biomed. Eng. OnLine, 卷 15, 期 1, 頁 115, 12月 2016, doi: 10.1186/s12938-016-0236-4.
[12]G. Brunello等, 作者, 「Powder-based 3D printing for bone tissue engineering」, Biotechnol. Adv., 卷 34, 期 5, 頁 740–753, 9月 2016, doi: 10.1016/j.biotechadv.2016.03.009.
[13]L. Andjela, V. M. Abdurahmanovich, S. N. Vladimirovna, G. I. Mikhailovna, D. D. Yurievich及M. Y. Alekseevna, 作者, 「A review on Vat Photopolymerization 3D-printing processes for dental application」, Dent. Mater., 卷 38, 期 11, 頁 e284–e296, 11月 2022, doi: 10.1016/j.dental.2022.09.005.
[14]Z. Cai, Y. Wan, M. L. Becker, Y.-Z. Long及D. Dean, 作者, 「Poly(propylene fumarate)-based materials: Synthesis, functionalization, properties, device fabrication and biomedical applications」, Biomaterials, 卷 208, 頁 45–71, 7月 2019, doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.03.038.
[15]C. Feng等, 作者, 「Additive manufacturing of hydroxyapatite bioceramic scaffolds: Dispersion, digital light processing, sintering, mechanical properties, and biocompatibility」, J. Adv. Ceram., 卷 9, 期 3, 頁 360–373, 6月 2020, doi: 10.1007/s40145-020-0375-8.
[16]「Ultra光固化3D列印機 - 通業技研3D整合專家」. http://www.git.com.tw/3d-printing_detail.php?id=124 (引見於 2023年6月14日).
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[18]J. An, J. E. M. Teoh, R. Suntornnond及C. K. Chua, 作者, 「Design and 3D Printing of Scaffolds and Tissues」, Engineering, 卷 1, 期 2, 頁 261–268, 6月 2015, doi: 10.15302/J-ENG-2015061.
[19]「BioScaffolder 3D Bioprinter | Tissue Engineering and Regeneration」. https://analytik.co.uk/product/3d-bioprinter-bioscaffolder/ (引見於 2023年6月14日).
[20]C. Mangano, A. Giuliani, I. De Tullio, M. Raspanti, A. Piattelli及G. Iezzi, 作者, 「Case Report: Histological and Histomorphometrical Results of a 3-D Printed Biphasic Calcium Phosphate Ceramic 7 Years After Insertion in a Human Maxillary Alveolar Ridge」, Front. Bioeng. Biotechnol., 卷 9, 頁 614325, 4月 2021, doi: 10.3389/fbioe.2021.614325.
[21]K. C. R. Kolan, Y.-W. Huang, J. A. Semon及M. C. Leu, 作者, 「3D-printed Biomimetic Bioactive Glass Scaffolds for Bone Regeneration in Rat Calvarial Defects」, Int. J. Bioprinting, 卷 6, 期 2, 4月 2020, doi: 10.18063/ijb.v6i2.274.
[22]R. Singh等, 作者, 「Powder bed fusion process in additive manufacturing: An overview」, Mater. Today Proc., 卷 26, 頁 3058–3070, 1月 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.02.635.
[23]P. Ślusarczyk, 作者, 「Carl Deckard - father of the SLS method and one of the pioneers of 3D printing technologies, died...」, 3DPC | We Speak 3D Printing, 2019年12月30日. https://3dprintingcenter.net/carl-deckard-father-of-the-sls-method-and-one-of-the-pioneers-of-3d-printing-technologies-died/ (引見於 2023年6月14日).
[24]H. Qingxi, M. Baigong, L. Liulan及F. Minglun, 作者, 「SELECTIVE LASER SINTERING OF IJ-TRICALCIUM PHOSPHATE FOR BIONIC SCAFFOLD」, 2006.
[25]M. Bohner, B. L. G. Santoni及N. Döbelin, 作者, 「β-tricalcium phosphate for bone substitution: Synthesis and properties」, Acta Biomater., 卷 113, 頁 23–41, 9月 2020, doi: 10.1016/j.actbio.2020.06.022.
[26]J.-I. Sasaki等, 作者, 「Barrier membranes for tissue regeneration in dentistry」, Biomater. Investig. Dent., 卷 8, 期 1, 頁 54–63, 1月 2021, doi:10.1080/26415275.2021.1925556.
[27]「(預購)創想三維 CR-10S Pro V2 新升級 大尺寸 BL touch 自動調平 台灣保固 雙齒輪擠出機」, 亞客3D列印機專賣-亞客科技. https://www.arker3d.com/products/-預購-創想三維-cr-10s-pro-v2-新升級-大尺寸-bl-touch-自動調平-台灣保固-雙齒輪擠出機 (引見於 2023年6月14日).
[28]「瑞典 CELLINK 入門款 InKredible+ 3D生物列印機 for 立源興業股份有限公司」. https://www.lihyuan.com.tw/99p.html (引見於 2023年6月14日).
[29]「Eazao Zero」, Eazao, 2023年4月25日. https://www.eazao.com/product/eazao-zero/ (引見於 2023年7月17日).
[30]「Guided Bone Regeneration Chesapeake VA | Guided Tissue Regeneration Virginia Beach」. https://www.drcavallari.com/services/guided-bone-and-tissue-regeneration/ (引見於 2023年6月14日).
[31]「Bone Grafting for Dental Implants - Nashville, TN Oral Surgery and Restorative Dentistry」. https://www.clintnewmandds.com/blog/2018/06/15/bone-grafting-making-dental-implants-191453 (引見於 2023年7月6日).


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