目的:探討應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（computer-aided design,CAD）結(jié)合3D打印技術(shù)對髖臼后壁粉碎性骨折合并骨/軟骨缺損進(jìn)行修復(fù)重建的可行性,評估多孔鈦合金支架/鋼板一體化植入體復(fù)合氮化鈦生物陶瓷涂層的生物力學(xué)性能。方法:基于連續(xù)斷層CT圖像,利用CAD軟件來構(gòu)建具有特定三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)的多孔鈦/鋼板一體化植入體數(shù)字模型,以Ti6Al4V粉末為原材料打印出實(shí)體并于其關(guān)節(jié)面復(fù)合氮化鈦涂層,觀察植入體與髖臼匹配和貼附情況;利用Ansys軟件進(jìn)行有限元建模,分析正常組、傳統(tǒng)組及植入體組髖臼在相同載荷狀態(tài)下的應(yīng)力分布、應(yīng)力傳導(dǎo)及形變位移等情況,驗(yàn)證植入體的生物力學(xué)性能。結(jié)果:植入體的多孔鈦合金支架與髖臼匹配程度良好,鋼板形態(tài)基本與骨表面貼附,根據(jù)Matta復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)評定為優(yōu)。有限元分析結(jié)果顯示:植入體重建后的髖臼在Von Mises應(yīng)力峰值為13.38MPa接近正常組（13.11MPa）,小于傳統(tǒng)組（15.66MPa）;植入體重建后的髖臼在應(yīng)力分布和傳導(dǎo)與正常組基本一致,稍優(yōu)于傳統(tǒng)組;植入體的最大相對位移為0.166 mm,處于可以接受的范圍。結(jié)論:3D技術(shù)制備的多孔鈦合金支架/鋼板一... 

【文章來源】：中國醫(yī)科大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：35 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

骨盆、一體化植入體的數(shù)字重建模型及三維實(shí)體模型1a.術(shù)前骨盆三維CT顯示左髖臼后壁粉碎性骨折合并骨缺損1b.一體化植入體數(shù)字模型1c.植入體修復(fù)重建骨盆

與對側(cè)正常髖臼應(yīng)力峰值 13.11MPa 接近，遠(yuǎn)小于鈦合金的屈服強(qiáng)度（950±14）MPa[16]，且傳統(tǒng)方法修復(fù)重建后的髖臼表現(xiàn)為 Von Mises 應(yīng)力增大，峰值為 15.66MPa；多孔鈦合金支架/鋼板一體化植入體復(fù)合氮化鈦涂層重建后的髖臼與對側(cè)正常髖臼受力分布基本一致，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法重建出的髖臼。模型位移分布云圖顯示（圖 2d ,2e）：模擬單腳站立位靜息狀態(tài)下，隨著加載負(fù)荷壓力的增大，應(yīng)力傳導(dǎo)范圍變廣；多孔鈦合金支架/鋼板一體化植入體復(fù)合氮化鈦涂層重建后的髖臼應(yīng)力傳導(dǎo)途徑和健側(cè)髖臼基本一致，符合生理應(yīng)力傳導(dǎo)特點(diǎn)。植入體表面剪切應(yīng)力云圖顯示（圖 2f）：隨著加載負(fù)荷壓力的增大，植入體剪切應(yīng)力也增大，但是遠(yuǎn)小于螺釘金屬材質(zhì)屈服強(qiáng)度；表面剪切應(yīng)力的峰值主要存在螺釘及植入體與髖臼接觸邊緣附近；在重建骨盆假體模型中，3D 打印一體化植入體位移分布如圖 2e 所示：其位移主要集中在下緣鋼板與髖臼連接面處，植入體的最大位移為 0．166 mm，處于可以接受的范圍。


本文編號：2962188