3D打印鈦合金個(gè)性化骨盆假體靜態(tài)和步態(tài)有限元分析
本文關(guān)鍵詞: 骨盆 D打印 有限元分析 骨盆假體 步態(tài) 出處:《醫(yī)用生物力學(xué)》2017年06期 論文類型:期刊論文
【摘要】:目的通過有限元分析方法評(píng)價(jià)3D打印個(gè)性化鈦合金骨盆假體在站立位靜態(tài)和步態(tài)下的生物力學(xué)性能。方法選取3例不同類型的骨盆腫瘤患者,擬行半骨盆切除人工半骨盆置換術(shù)。術(shù)前行CT和MRI檢查,設(shè)計(jì)相應(yīng)的個(gè)性化鈦合金人工半骨盆假體,利用三維重建技術(shù)進(jìn)行骨盆重建,并與個(gè)性化骨盆假體裝配。通過AnyBody軟件建立患者的人體骨肌系統(tǒng)模型并進(jìn)行步態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。導(dǎo)入ABAQUS軟件,得到3例重建骨盆模型在靜態(tài)和步態(tài)條件下的應(yīng)力分布和應(yīng)力集中區(qū)域。結(jié)果在靜態(tài)和步態(tài)條件下,3例3D打印鈦合金骨盆假體的最大應(yīng)力均小于鈦合金的屈服強(qiáng)度,重建骨盆的骨盆環(huán)能夠滿足應(yīng)力傳導(dǎo)規(guī)律,患者術(shù)后恢復(fù)正常。結(jié)論 3D打印個(gè)性化鈦合金骨盆假體對(duì)恢復(fù)骨盆環(huán)的應(yīng)力傳導(dǎo)效果良好,其有效性和穩(wěn)定性能夠滿足人體生物力學(xué)要求,分析結(jié)果可為臨床醫(yī)生和假體設(shè)計(jì)人員提供參考。
[Abstract]:Objective to evaluate the biomechanical properties of 3D printed personalized titanium alloy pelvis prosthesis in standing position and gait by finite element method. Methods three patients with different types of pelvic tumors were selected. Before operation, CT and MRI were performed to design the corresponding personalized titanium alloy artificial hemipelvis prosthesis, and the three-dimensional reconstruction technique was used to reconstruct the pelvis. The human bony muscle system model was established by AnyBody software and gait dynamics analysis was carried out. The ABAQUS software was imported into the system. The stress distribution and stress concentration area were obtained in 3 cases of pelvic reconstruction model under static and gait conditions. The maximum stress of 3 cases of 3D printed titanium alloy pelvis prosthesis was lower than that of titanium alloy, and the pelvic ring reconstruction could satisfy the stress conduction law. Conclusion 3D printed personalized titanium alloy pelvis prosthesis has a good effect on the recovery of pelvic ring stress conduction, and its effectiveness and stability can meet the requirements of human biomechanics. The results can be used as a reference for clinicians and prosthesis designers.
【作者單位】: 上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院;西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院;河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院骨科上海市骨科內(nèi)植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家高技術(shù)研究發(fā)展“863計(jì)劃”(2015AA020308) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81572156) 上海市科委產(chǎn)學(xué)研醫(yī)項(xiàng)目(14DZ1941102,15DZ1942104) 上海市衛(wèi)生系統(tǒng)重要疾病聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目(2013ZYJB0501) 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院高峰高原計(jì)劃研究型醫(yī)師項(xiàng)目(20152224);上海交通大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心合作研究項(xiàng)目(TM201613);上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)創(chuàng)新基金 上海市衛(wèi)生系統(tǒng)重要薄弱學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(2015ZB04904) 上海教委重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)基金(J50206)
【分類號(hào)】:R318.1;R738
【正文快照】: 人工半骨盆置換術(shù)是骨盆腫瘤切除和術(shù)后重建的有效方法之一,如何在完整切除骨盆腫瘤的同時(shí)最大限度地保留肢體功能是目前的首要問題。對(duì)于骨腫瘤切除手術(shù),根據(jù)患者的腫瘤生長部位、類型和大小不同,所需的手術(shù)方式差異很大,而綜合患者的年齡、體質(zhì)、體型等因素之后,針對(duì)不同患
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,本文編號(hào):1455702
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