【摘要】：目的:脊柱微創(chuàng)手術快速發(fā)展對椎間融合器外形尺寸提出更高的要求,醫(yī)用鈦合金已經(jīng)廣泛應用,增材制造技術取得重大進展。本課題的目的是1、測量腰椎退行性疾病相關解剖參數(shù),評估需手術患者進行個體化定制腰椎間融合器的必要性。2、利用增材制造技術制備多孔鈦合金椎間融合器。3、多孔鈦合金椎間融合器的力學實驗,探討其可行性。方法:1、收集我科行椎間融合術的腰椎退行性疾病患者術前腰椎ct圖像資料,共60例。利用surgimap軟件測量退變腰椎相關解剖參數(shù),分析退變腰椎解剖特征。2、選取合適的鈦合金原材料,構建多孔單元結構,設計腰椎間融合器三維模型,利用EBM技術制造椎間融合器。3、通過與PEEK材料椎間融合器對比,測試EBM技術制備的多孔鈦合金椎間融合器的力學性能。結果:1、L1-S1椎間隙中部高度均較同節(jié)段椎間隙前緣和后緣高度大,具有統(tǒng)計學意義。腰椎前后緣、中部椎間隙高度及腰椎后緣椎體高度均未表現(xiàn)顯著遞增趨勢。男性L2、L3椎體后緣高度為33.89±2.08mm、33.51±2.15mm,分別高于女性的33.37±1.48mm、33.01±2.35mm,有明顯統(tǒng)計學差異。腰椎間隙高度并未表現(xiàn)出從頭到尾遞增趨勢,腰椎間隙高度普遍位于8-12mm。男性椎體各層面橫徑、矢狀徑均大于女性,有顯著的統(tǒng)計學差異。L1-S1各椎體的矢狀面徑均小于橫斷面徑,差別具有統(tǒng)計學意義。L1-L5的橫斷面徑漸增大,S1略有減小。L5椎體矢狀面徑最大。L1上緣層面至S1上緣層面每個椎體上下緣橫徑均大于椎體中部橫徑,椎體上緣橫徑自L1到L5依次遞增,椎體下緣橫徑自L1到L4依次遞增而L5減小。椎體上緣、下緣及中部矢狀徑自L1到L5依次遞增。2、選定45-105umTi-6Al-4V ELI粉末,融合器外型上采用雙凸曲面立方體設計,長度為22-26mm,寬度為9-11mm,高8-12mm,孔隙率為63.6%,單元尺寸620um。3、多孔鈦合金cage組平均屈服載荷為15.8±0.8kN、平均壓縮剛度為 9.01±0.37 kN/mm 均大于 PEEK 組 13.04±0.41kN、8.49±0.11 kN/mm,差異有統(tǒng)計學意義。多孔鈦合金組的平均壓縮彈性模量1.41±0.07GPa與對照組3.52±0.13GPa有差異,差異有統(tǒng)計學意義。結論:1、腰椎退行性疾病患者存在腰椎解剖參數(shù)變異,尤其是椎間隙高度變化較大。批量化生產(chǎn)椎間融合器并不能完全滿足臨床需求,有必要進行個體化定制椎間融合器。2、EBM技術成功制備有規(guī)則多孔的鈦合金椎間融合器,孔隙率為63.6%,單元尺寸620um。通過EBM技術可對金屬結構參數(shù)進行調(diào)整改進優(yōu)化,改變孔隙率、連通性以及孔洞直徑大小等,最終有效控制支架的強度以及彈性模量,獲取目標多孔鈦合金椎間融合器。3、多孔鈦合金椎間融合器屈服負荷,壓縮剛度均優(yōu)于PEEK材料,平均壓縮彈性模量1.41±0.007GPa介于皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨之間,有利于骨融合。
【圖文】：

邐解放軍醫(yī)學院碩士學位論文三、測量數(shù)據(jù)逡逑搜集６０位腰椎退行性患者術前腰椎ＣＴ平掃＋三維重建圖片資料，應用ｓｕｒｇｉ軟件測量相關參數(shù)，所用ｓｕｒｇｉｍａｐ軟件版本為２．２．９．９．６。逡逑１、矢狀面上：分別測量Ｌ１上緣－Ｓ１上緣范圍內(nèi)腰椎間隙前緣、后緣、中部和后緣椎體高度。腰椎間隙中部高度即為腰椎間隙穹頂處高度。逡逑２、橫斷面上：把Ｌ１上緣－Ｓ１上緣范圍內(nèi)腰椎ＣＴ橫斷面圖像分為四層，即上緣、椎體下緣、椎體中部和椎間隙層面，分別測量數(shù)據(jù)。橫斷面矢狀徑即椎體皮質(zhì)外緣之間的距離或椎間隙前后緣之間距離。椎體橫徑即每層橫斷面選擇椎體間隙兩側(cè)最向外突出兩點之間直線距離。測量數(shù)據(jù)使用平均數(shù)±標準差表示，單ｖ邐■Ｉ

圖１．３邋Ｌｌ－Ｓｌ后緣無論是椎體高度還是椎間隙高度均未表現(xiàn)顯著的從頭到尾遞增趨逡逑勢，，椎間隙后緣高度普遍低于１０＿
【學位授予單位】：中國人民解放軍醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R687.3

【參考文獻】

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1 王善金;韓應超;談愛紅;麻彬;趙衛(wèi)東;吳德升;譚軍;;腰椎終板Modic改變的影響因素及臨床治療進展[J];中國脊柱脊髓雜志;2015年04期

2 戚留舉;李子夫;張春雨;孫學通;蘇平;;基于選擇性激光熔化制備多孔鈦結構的設計及分析[J];機械;2014年05期

3 劉增勝;方明;楊玲;孫屹巖;徐愛德;;腰椎間盤退變與其高度降低的關系[J];中國醫(yī)學影像技術;2011年02期

4 李志君;李巖;史常德;馬威;張竹峰;隋鴻錦;徐飛;;中國北方地區(qū)成人椎體形態(tài)的測量[J];中國組織工程研究與臨床康復;2008年28期

5 賀瑞;尚希福;童元;方詩元;朱亞林;姚剛;;腰椎不穩(wěn)的臨床特點與影像學表現(xiàn)觀察[J];中國矯形外科雜志;2008年03期

6 柳根哲,徐林,Hirokazu ISH IHARA,Hiroshi OH SH IMA;椎間盤退變生物力學的研究現(xiàn)狀[J];中國矯形外科雜志;2005年11期

7 安勝軍,李恩;人類椎間盤退變與年齡的關系[J];中國矯形外科雜志;2000年04期

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1 朱威;具備血小板復合細胞外基質(zhì)的3D打印多孔鈦支架及其仿生功能化[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2016年

2 孫小虎;正常健康國人腰椎三維結構數(shù)據(jù)的分析及臨床應用[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2012年

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1 王佳琦;新型多孔鈦椎間融合器的研制[D];中國人民解放軍醫(yī)學院;2015年

2 張巍;記憶合金矯形釘控制脊柱生長的實驗研究[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進修學院;2006年

本文編號：2644133