这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

主要作者和研究机构
本研究的主要作者包括Dajana Miljanovic、Mehdi Seyedmahmoudian、Ben Horan和Alex Stojcevski。研究团队分别来自澳大利亚的斯威本科技大学（Swinburne University of Technology）和迪肯大学（Deakin University）。该研究发表于2022年11月23日的《Computers in Biology and Medicine》期刊，文章编号为106327。

学术背景
本研究的主要科学领域是口腔颌面外科与生物医学工程，特别是针对下颌骨（mandible）缺损的修复与种植牙（dental implants）的集成。下颌骨缺损通常由创伤或疾病引起，传统治疗方法需要两次主要手术：一次用于下颌骨重建，另一次用于种植牙植入。这种方法不仅增加了患者的痛苦和恢复时间，还可能导致手术结果的不确定性。本研究旨在通过3D打印技术（additive manufacturing, AM）和数字化规划，将两次手术合并为一次，从而提高手术的精确性和效率，减少患者的恢复时间。

研究目标
本研究的目标是设计一种集成种植牙的下颌骨植入物，并通过3D打印手术导板（surgical guide）实现精准的手术操作。研究还通过有限元分析（finite element analysis, FEA）评估手术导板的机械性能，以确保其能够承受手术中的力。

详细工作流程
1. 下颌骨植入物设计
- 使用3-matic软件（Materialise, Belgium）设计下颌骨植入物。
- 通过Blue Sky Plan 4软件（Blue Sky Bio, USA）规划种植牙的位置，确保其修复驱动（restoratively-driven）。
- 基于患者头部的CT扫描数据，使用镜像技术（mirroring technique）从健康侧下颌骨生成缺损侧的模型。

1. 手术导板设计与制造

   • 在Blue Sky Plan 4软件中设计手术导板，并使用高精度3D打印机（Formlabs Form 3）制造。
     
   • 使用生物相容性材料（biomed clear resin）进行打印，确保导板的生物安全性。
     

2. 有限元分析（FEA）

   • 使用ANSYS Workbench FEM软件（Ansys Inc., USA）对手术导板进行静态结构分析。
     
   • 模拟手术中施加的力：垂直方向50 N和横向10 N，评估导板的应力分布、变形和弹性应变。
     

主要结果
1. 下颌骨植入物设计
- 成功设计出集成种植牙的下颌骨植入物，并通过数字化规划确保种植牙位置的精确性。

1. 手术导板制造

   • 手术导板通过3D打印成功制造，能够提供精准的手术引导。
     

2. 有限元分析结果

   • 应力分布主要集中在导板的近中邻牙区域，最大Von Mises应力为105.63 MPa，低于材料的抗拉强度（52 MPa），表明导板能够承受手术中的力。
     
   • 等效弹性应变和总变形均在可接受范围内，验证了导板的机械稳定性。
     

结论
本研究提出了一种创新的下颌骨修复方法，通过3D打印技术将下颌骨重建与种植牙植入合并为一次手术。该方法显著缩短了手术时间和恢复时间，提高了手术的精确性和可预测性。有限元分析验证了手术导板的机械性能，确保其在手术中的可靠性。此外，数字化规划和3D打印技术的结合为患者提供了可视化的修复方案，有助于术前决策和术后效果的优化。

研究亮点
1. 创新性
- 首次将下颌骨重建与种植牙植入合并为一次手术，减少了患者的痛苦和恢复时间。
- 通过3D打印手术导板实现精准的手术操作，提高了手术的成功率。

1. 技术优势

   • 结合数字化规划和有限元分析，确保设计的精确性和导板的机械性能。
     
   • 使用生物相容性材料制造手术导板，保障了生物安全性。
     

2. 应用价值

   • 为下颌骨缺损患者提供了一种高效、精准的修复方案，具有广泛的应用前景。
     

其他有价值的内容
本研究还对比了传统方法与新方法的优缺点，强调了3D打印技术在下颌骨修复中的潜力。此外，研究还讨论了手术导板设计中的关键因素，如种植牙位置的安全距离（2 mm）和导板的支撑结构，为未来的研究提供了参考。

这篇研究为口腔颌面外科和生物医学工程领域提供了重要的理论和实践贡献，展示了3D打印技术在复杂手术中的应用价值。