【摘要】：研究背景及目的:下頜骨位于顏面部的下1/3部分,由于其特殊的位置和可以活動的解剖特點,在發(fā)生外力沖擊時往往會發(fā)生多處聯(lián)合性骨折。下頜骨骨折及骨質(zhì)缺損是頜面外科的常見疾病,經(jīng)常發(fā)生于創(chuàng)傷、腫瘤或者先天性頜骨畸形的患者。在創(chuàng)傷患者中,由于受到外力的性質(zhì)、方向和力度不同,下頜骨發(fā)生骨折的類型也不同。鑒于下頜骨的解剖特點,受到外力打擊時,應(yīng)力集中部位更易發(fā)生骨折,易骨折區(qū)域包括下頜骨正中聯(lián)合、雙側(cè)頦孔附近、下頜角以及雙側(cè)髁突頸部;而在更大外力導(dǎo)致的下頜骨粉碎性骨折中,下頜骨體部是常見的骨質(zhì)缺損位置。下頜骨發(fā)生骨折或骨缺損之后會導(dǎo)致吞咽、發(fā)音、咀嚼等生理功能的喪失;此外,還會給顏面部外形帶來缺陷,從而給患者的社會生活帶來不利影響,甚至?xí)斐苫颊叩男睦砑不肌Ｄ壳?臨床上對于下頜骨骨折和骨質(zhì)缺損的病人多采用鈦合金接骨板來進行骨折固定、骨缺損區(qū)的位置維持以及在重建修復(fù)手術(shù)中固定植骨塊,從而恢復(fù)下頜骨的連續(xù)性,使之功能得到保存。隨著近年來增材制造技術(shù)的發(fā)展,3D打印技術(shù)逐漸運用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域來,大大推動了頜面外科手術(shù)的精確性,實現(xiàn)了患者的個性化治療,提升了手術(shù)效果。特別是在醫(yī)用材料領(lǐng)域,3D打印技術(shù)和各種新材料結(jié)合,衍生出多種新型個性化假體和植入物治療方案,已經(jīng)在神經(jīng)外科、骨科和顱頜面外科的治療中顯示出明顯的優(yōu)勢,也是計算機精準外科未來發(fā)展的主要方向之一。其中鈦合金金屬3D打印技術(shù)被認為是最易于進入臨床應(yīng)用的增材制造技術(shù),可以滿足顱頜面手術(shù)對植入物外形的復(fù)雜三維形態(tài)的要求。目前國際上德國、法國、荷蘭、比利時等國初步開始了此方面的應(yīng)用,在頜骨修復(fù)重建和正頜外科中已經(jīng)應(yīng)用于臨床。但在我國,這方面的應(yīng)用還不普及,主要原因既有國家政策層面的因素,也有我國鈦合金增材制造標準不一,缺乏臨床前期研究的問題。因此,本實驗使用3D打印鈦合金下頜骨接骨板聯(lián)合游離自體骨移植來固位修復(fù)下頜骨骨質(zhì)缺損,旨在快速、準確、個性化地修復(fù)下頜骨骨質(zhì)缺損,并研究此方法在動物實驗中的效果和安全性。實驗首先建立Beagle犬下頜骨三維數(shù)字化模型;再運用金屬3D打印技術(shù)制作個性化鈦合金接骨板;然后制備雙側(cè)下頜骨骨質(zhì)缺損區(qū)域,并使用打印的個性化鈦合金接骨板來固定游離植骨塊以修復(fù)下頜骨骨缺損區(qū)域,最后觀察該個性化鈦合金接骨板在動物體內(nèi)的有效性和安全性,進而評估臨床效果,為后期的臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。一、3D打印鈦合金下頜骨接骨板的制作和下頜骨骨質(zhì)缺損模型的制備方法:12只成年Beagle犬,雌雄不限,根據(jù)取材時間不同隨機分三組。首先將Beagle犬頭顱影像CT數(shù)據(jù)錄入醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)軟件MIMICS19.0,利用數(shù)字化外科技術(shù)設(shè)計與缺損區(qū)和移植骨塊匹配的金屬接骨板三維模型,處理設(shè)計后,使用工業(yè)3D打印機Eos m290(德國)和鈦合金粉末Ti-6Al-4V將個性化下頜骨接骨板制作出來;然后,依照數(shù)字化設(shè)計來制備動物雙側(cè)下頜骨骨缺損,并同期進行移植修復(fù)手術(shù),移植骨塊使用打印的個性化鈦合金接骨板固定。隨后以此部分實驗為基礎(chǔ)來進行后續(xù)的3D打印鈦合金接骨板的性能檢測。結(jié)果:金屬3D打印方法可以制備出不同厚度、不同三維立體形態(tài)的下頜接骨板。3D打印鈦合金接骨板可實現(xiàn)與下頜骨缺損區(qū)植骨塊區(qū)域的緊密貼合,對植骨塊可以起到固定和定位的雙重作用。二、3D打印鈦合金下頜骨接骨板的臨床有效性研究方法:在第一部分的基礎(chǔ)上,觀察下頜骨骨質(zhì)缺損行游離植骨手術(shù)的手術(shù)效果。在術(shù)后1個月、3個月、6個月后處死動物取材,制備標本,行MicroCT掃描、硬組織切片染色、三點彎曲力學(xué)試驗來觀察使用3D打印鈦合金金屬接骨板行植骨修復(fù)的臨床效果。結(jié)果:所有實驗動物均存活,傷口順利愈合,無感染發(fā)生。術(shù)后MicroCT顯示接骨板和骨結(jié)合良好,隨著術(shù)后時間的延長,植骨區(qū)骨密度越來越致密;硬組織切片顯示:1個月組可見植骨塊和臨近骨的骨縫之間有纖維組織生成,3個月組可見纖維組織向軟骨轉(zhuǎn)變,6個月組見有骨性骨痂形成,成骨區(qū)形態(tài)較好;三點彎曲力學(xué)試驗顯示骨質(zhì)缺損區(qū)域的抗彎、抗壓強度隨著術(shù)后時間逐漸增強;骨微結(jié)構(gòu)參數(shù)測量顯示新生骨哈弗系統(tǒng)不斷改建,各項指標提示,隨著時間的推移,骨移植區(qū)新生骨小梁的數(shù)量增加和厚度增加,向正常下頜骨的骨微結(jié)構(gòu)參數(shù)測量值趨近。結(jié)論:3D打印的鈦合金下頜骨接骨板是一種生物相容性好、修復(fù)性能佳的修復(fù)材料,通過鈦合金的3D打印技術(shù)不僅可以快速生產(chǎn)出個性化的各式下頜骨接骨板,還可以達到穩(wěn)定的堅固內(nèi)固定效果、誘導(dǎo)骨質(zhì)缺損區(qū)域骨組織重建成骨,成骨質(zhì)量好。三、3D打印鈦合金下頜骨接骨板的動物安全性研究方法:在制備下頜骨骨質(zhì)缺損和移植游離植骨塊修復(fù)的同時,進行3D打印鈦合金下頜骨接骨板的動物安全性研究。在實驗動物進行下頜骨骨移植術(shù)前7天和術(shù)后1個月、3個月、6個月后分別行血常規(guī)和血清生化檢查,并在處死動物后取材,對實驗動物的肝、腎組織做H.E染色組織學(xué)觀察。結(jié)果:術(shù)后1、3、6個月組的實驗動物的血常規(guī)和血清生化與術(shù)前對比均未發(fā)現(xiàn)異常;肝腎組織切片的H.E染色未發(fā)現(xiàn)明顯異常變化。結(jié)論:3D打印鈦合金下頜骨接骨板是一種安全性能好的接骨板,不僅可以達到穩(wěn)定的固位效果,對機體組織未發(fā)現(xiàn)明顯毒性作用。
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R782;TP391.73
【圖文】：

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圖 2 3D 設(shè)計的下頜骨接骨板gure 2 3D design of the mandible bone plate損制備mg/kg肌注誘導(dǎo)麻醉，2.5%戊巴比妥鈉后肢

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 鄭永紅,張益,孫勇剛,隨麗娜;頜骨骨折堅強內(nèi)固定術(shù)后取鈦板原因分析[J];口腔頜面外科雜志;2001年01期

本文編號：2725767