發(fā)布時間：2021-01-07 07:45

　　目的:探討應用計算機輔助設計（computer-aided design,CAD）結(jié)合3D打印技術對髖臼后壁粉碎性骨折合并骨/軟骨缺損進行修復重建的可行性,評估多孔鈦合金支架/鋼板一體化植入體復合氮化鈦生物陶瓷涂層的生物力學性能。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體并于其關節(jié)面復合氮化鈦涂層,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)下的應力分布、應力傳導及形變位移等情況,驗證植入體的生物力學性能。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復位標準評定為優(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力分布和傳導與正常組基本一致,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技術制備的多孔鈦合金支架/鋼板一... 

【文章來源】：中國醫(yī)科大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：35 頁

【學位級別】：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體模型1a.術前骨盆三維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.植入體修復重建骨盆

與對側(cè)正常髖臼應力峰值 13.11MPa 接近，遠小于鈦合金的屈服強度（950±14）MPa[16]，且傳統(tǒng)方法修復重建后的髖臼表現(xiàn)為 Von Mises 應力增大，峰值為 15.66MPa；多孔鈦合金支架/鋼板一體化植入體復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，隨著加載負荷壓力的增大，應力傳導范圍變廣；多孔鈦合金支架/鋼板一體化植入體復合氮化鈦涂層重建后的髖臼應力傳導途徑和健側(cè)髖臼基本一致，符合生理應力傳導特點。植入體表面剪切應力云圖顯示（圖 2f）：隨著加載負荷壓力的增大，植入體剪切應力也增大，但是遠小于螺釘金屬材質(zhì)屈服強度；表面剪切應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