【摘要】：金屬接骨板雖為骨折手術(shù)固定中常見的醫(yī)療器械,但其非個性化設計及復雜的傳統(tǒng)制造工藝仍存在一定的不足。而接骨板的個性化設計與直接增材制造可解決傳統(tǒng)工藝的相關(guān)不足、進一步放大增材制造的綜合效益。鑒于此,本論文以一種應用于脛骨下1/3段42-A型簡單骨折手術(shù)治療的接骨板為模型進行了相關(guān)設計與評價,以實現(xiàn)更好的個體適配性及更低的應力遮擋率,進一步實現(xiàn)增材制造的綜合效益,同時為其他部位的內(nèi)固定板、乃至其他相關(guān)增材制造骨科植入物的設計和制造及相關(guān)標準的設立提供借鑒。論文基于脛骨的結(jié)構(gòu)、血供、骨折分類及其內(nèi)固定等相關(guān)知識,利用CT數(shù)據(jù)及Mimics、3-matic、Geomagic、NX UG等相關(guān)逆向工程軟件完成了鈦合金脛骨接骨板的設計;進行了接骨板的試制與評價;通過有限元分析進一步完成了脛骨接骨板的表面開槽設計與優(yōu)化。主要結(jié)論如下:(1)激光增材制造工藝與傳統(tǒng)鍛造工藝下TC4鈦合金彈性模量的差異不大,但彈性階段的范圍有所擴大,抗拉強度有所提升,故激光增材制造工藝具有一定的工藝替代性,但前提為恰當?shù)臒崽幚砉に嚒?2)正常狀態(tài)下,脛骨的應力集中分布于脛骨的前棱與后側(cè)面,但骨折固定后,可在接骨板安裝區(qū)域觀察到明顯的應力遮擋現(xiàn)象,且此時接骨板上應力分布較為均勻,主要分布于接骨板右前側(cè)與左后側(cè)邊緣,在骨折間隙區(qū)域接骨板主要受力區(qū)中存在較大應力區(qū),而脛骨上應力主要分布于脛骨后側(cè)面,且脛骨后側(cè)面骨折兩端端面會發(fā)生輕微擠壓,故在相關(guān)分析評價中應對骨折間隙區(qū)域的接骨板及接骨板固定區(qū)域?qū)?cè)附近區(qū)域的骨骼進行著重分析。(3)開槽設計使骨折固定后接骨板的應力更多分布于板體,板上各螺釘孔壁會形成低應力“孤島”,脛骨上骨折兩端面間接觸情況改善,接骨板的應力遮擋率下降。開槽設計均可降低應力遮擋率,開槽范圍越大,降低作用越明顯。不論開槽數(shù)量或開槽結(jié)構(gòu)是否存在差異,接骨板開槽對骨折固定后脛骨上應力最大值幾無影響,故表面開槽設計是降低接骨板應力遮擋率的有效方式之一,且可考慮在保證接骨板強度及骨折固定穩(wěn)定性的條件下盡可能的增大開槽范圍。(4)“內(nèi)表面縱向開槽”設計使接骨板上應力更多分布于板體,“孤島”現(xiàn)象更為明顯,接骨板的應力遮擋率進一步降低,故該設計為應用于脛骨下1/3段42-A型簡單骨折內(nèi)固定的最佳個性化接骨板板型設計。論文結(jié)果為個性化接骨板的實際應用及相關(guān)改進提供了一種設計新思路。
【圖文】：

而當脛骨下1/3骨干發(fā)生骨折時,延伸至脛骨遠端的脛骨滋養(yǎng)動脈將受損,進而影響骨折遠端的血供。此時,脛骨破壞的血運系統(tǒng)可由骨膜動脈系統(tǒng)的向內(nèi)增生獲得一定的補充。故當脛骨下1/3骨干發(fā)生骨折時,對于骨折的痊愈,特別是對于靠近脛骨遠端的骨折端的愈合,骨膜動脈系統(tǒng)的完整性便顯得尤為重要。此時,若骨膜動脈系統(tǒng)再遭破壞,勢必會導致骨折的延遲愈合,甚至不愈合。而這一點亦是在逐漸看重對骨骼血供系統(tǒng)保護的當下,相關(guān)接骨板設計所需著重考慮的。圖1-3脛骨血供[36]

脛骨血供[36]
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH789

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本文編號：2711142