3D打印個性化翼型接骨板治療髖臼骨折生物力學(xué)研究及其臨床應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-03-19 14:49
研究背景髖臼骨折為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,因其部位深、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、復(fù)位固定困難等,如何治療一直都是骨科創(chuàng)傷研究領(lǐng)域的重要問題。與其他關(guān)節(jié)內(nèi)骨折相似,手術(shù)干預(yù)是治療髖臼骨折主要手段,其目的是實(shí)現(xiàn)解剖復(fù)位、堅強(qiáng)固定及盡早髖關(guān)節(jié)功能康復(fù)訓(xùn)練。隨著數(shù)字化技術(shù)與個性化精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展,3D打印技術(shù)在臨床診療日常中得到廣泛應(yīng)用,應(yīng)用個性化翼型接骨板治療髖臼骨折是一種新興微創(chuàng)外科技術(shù),但其可行性、有效性及生物力學(xué)穩(wěn)定性仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。研究目的研究應(yīng)用3D打印個性化翼型接骨板治療髖臼骨折的生物力學(xué)穩(wěn)定性能及臨床療效評估。研究方法第一章:將CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建及鏡像模型,利用逆向工程技術(shù)提取標(biāo)本三維鏡像模型表面形態(tài),并通過CAD技術(shù)和3D打印技術(shù)制造個性化翼型接骨板。所有骨盆標(biāo)本采用相同方法制作髖臼雙柱骨折,隨機(jī)分3組,每組6具骨盆標(biāo)本,應(yīng)用生物力學(xué)測試機(jī)進(jìn)行軸向位移、軸向剛度及破壞試驗(yàn)測試。A組:3D打印個性化翼型接骨板固定系統(tǒng),B組:前柱鋼板+髂坐鋼板固定系統(tǒng),C組:前柱鋼板+弓狀緣內(nèi)側(cè)鋼板固定系統(tǒng)。第二章:收集健康成人骨盆影像學(xué)資料,利用Mimics、Geomagic Studio、SolidWorks等軟...
【文章來源】:南方醫(yī)科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2.個性化異性接骨板初步裁剪與加厚
?第一章?3D打印個性化翼型接骨板治療髖臼骨折的尸體生物力學(xué)研究???規(guī)格使用專用的打孔器在相應(yīng)的位置進(jìn)行打孔(圖1-3)。打孔后,個性化髖臼鋼??板設(shè)計步驟完成,并保存為STL文件進(jìn)行3D打印成型。??圖1-3.個性化接骨板在Solidworks軟件中打孔。??Figure?1-3.?Personalized?bone?plates?are?perforated?in?Solidworks?software.??本研宄米用選擇性激光溶化(Selective?laser?melting,SLM)?3D打印技術(shù)??進(jìn)行髖臼翼型接骨板制造,金屬3D打印設(shè)備為華南理工大學(xué)研制的??DiMetal-100打印機(jī),將處理后的S。谈袷綌(shù)據(jù)導(dǎo)入上述軟件Magics?15.01將??模型進(jìn)行定向、分層切片及添加支撐。得到CH格式的文件并導(dǎo)入自主開發(fā)的??激光路徑規(guī)劃軟件中。然后對不同文件的掃描模型進(jìn)行路徑規(guī)劃,然后將處理??后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入自主研發(fā)的DiMetal-100金屬三維打印設(shè)備進(jìn)行打印制造。3D打??印個性化接骨板設(shè)計與制造流程如圖1-4所示。??8??
?碩士學(xué)位論文???3D打印制造的接骨板表面粗糙,需要進(jìn)一步熱處理和表面處理,將樣品加??熱到820攝氏度持續(xù)3小時,然后冷卻,表面處理程序包括鑄軋、油洗、酸洗、??拋光、陽極氧化、清洗和消毒[6]。??A?R??圖1-4.?3D打印個性化接骨板設(shè)計與制造流程。A.將患者或標(biāo)本影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics??21.0軟件進(jìn)行三維重建,提取目標(biāo)模型:B.將STL格式三維模型導(dǎo)入Geomagic?13.0軟件,??對三角片網(wǎng)格模型進(jìn)行重新劃分,修復(fù)破損邊界,根據(jù)骨折類型提取個性化接骨板形狀并??加厚,將多邊形模型精確曲面化得到實(shí)體零件模型;C.將零件導(dǎo)入Solidworks?2017軟件進(jìn)??行裝配,可根據(jù)骨折線位置設(shè)置螺釘孔位置;D.將零件模型導(dǎo)入3D打印成型設(shè)備進(jìn)行制??造。??Figure?1-4.?3D?printing?personalized?bone?plate?design?and?manufacturing?process.?A.??Import?patient?or?specimen?image?data?into?Mimics?21.0?software?for?3D?reconstruction?to??extract?the?target?model;?B.?Import?STL?format?3D?model?into?Geomagic?13.0?software?to??re-divide?the?triangular?mesh?model,?repair?the?broken?boundary,?and?extract?based?on?the??9??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]人體髖臼前后壁骨硬度分布特征研究[J]. 劉國彬,殷兵,王建朝,李升,張曉娟,吳衛(wèi)衛(wèi),胡祖圣,劉雅克,張英澤. 中華骨與關(guān)節(jié)外科雜志. 2019(09)
[2]改良Stoppa入路內(nèi)髂坐鋼板固定治療涉及后柱的髖臼骨折[J]. 薛飛,賈文超,武劍,佟雁翔,王文選,賈燕飛,馮衛(wèi). 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2019 (06)
[3]髖臼四方區(qū)組合鋼板治療老年髖臼骨折的有效性[J]. 陳開放,楊帆,郭曉東,朱豐照,姚升,周錦鴿. 中華創(chuàng)傷雜志. 2018 (04)
[4]3D打印技術(shù)在陳舊性骨盆髖臼骨折治療中的應(yīng)用[J]. 仇道迪,周東生,許維澄,張國明,馮立,陳龍,孫金磊. 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2017 (07)
[5]Stoppa入路內(nèi)髂坐鋼板固定治療累及后柱的復(fù)雜髖臼骨折[J]. 楊運(yùn)平,曹生魯,凌偉,郭東鴻,彭賡,馮凱,胡稷杰,王鋼. 中華骨科雜志. 2017 (13)
[6]個性化金屬三維打印髖臼翼形接骨板結(jié)合腹直肌外側(cè)切口入路治療復(fù)雜髖臼骨折[J]. 麥奇光,谷誠,林學(xué)智,李濤,黃偉奇,王華,譚新宇,林輝,王藝錳,楊永強(qiáng),金大地,樊仕才. 中華外科雜志. 2017 (03)
[7]3D打印骨科模型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)專家共識[J]. Digital Orthopaedics Group,Medical Engineering Society,Chinese Medical Association;. 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2017 (01)
[8]髖臼骨折的治療進(jìn)展及思考[J]. 周東生. 中國骨傷. 2016(04)
[9]橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)與重建鋼板治療髖臼骨折的療效比較[J]. 關(guān)翔,宋香全,王洪炳,周朝波. 臨床骨科雜志. 2015(05)
[10]三維有限元分析在口腔正畸領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 韓耀輝,徐庚池,牟蘭,葛振林. 現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2015(03)
本文編號:3089754
【文章來源】:南方醫(yī)科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2.個性化異性接骨板初步裁剪與加厚
?第一章?3D打印個性化翼型接骨板治療髖臼骨折的尸體生物力學(xué)研究???規(guī)格使用專用的打孔器在相應(yīng)的位置進(jìn)行打孔(圖1-3)。打孔后,個性化髖臼鋼??板設(shè)計步驟完成,并保存為STL文件進(jìn)行3D打印成型。??圖1-3.個性化接骨板在Solidworks軟件中打孔。??Figure?1-3.?Personalized?bone?plates?are?perforated?in?Solidworks?software.??本研宄米用選擇性激光溶化(Selective?laser?melting,SLM)?3D打印技術(shù)??進(jìn)行髖臼翼型接骨板制造,金屬3D打印設(shè)備為華南理工大學(xué)研制的??DiMetal-100打印機(jī),將處理后的S。谈袷綌(shù)據(jù)導(dǎo)入上述軟件Magics?15.01將??模型進(jìn)行定向、分層切片及添加支撐。得到CH格式的文件并導(dǎo)入自主開發(fā)的??激光路徑規(guī)劃軟件中。然后對不同文件的掃描模型進(jìn)行路徑規(guī)劃,然后將處理??后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入自主研發(fā)的DiMetal-100金屬三維打印設(shè)備進(jìn)行打印制造。3D打??印個性化接骨板設(shè)計與制造流程如圖1-4所示。??8??
?碩士學(xué)位論文???3D打印制造的接骨板表面粗糙,需要進(jìn)一步熱處理和表面處理,將樣品加??熱到820攝氏度持續(xù)3小時,然后冷卻,表面處理程序包括鑄軋、油洗、酸洗、??拋光、陽極氧化、清洗和消毒[6]。??A?R??圖1-4.?3D打印個性化接骨板設(shè)計與制造流程。A.將患者或標(biāo)本影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics??21.0軟件進(jìn)行三維重建,提取目標(biāo)模型:B.將STL格式三維模型導(dǎo)入Geomagic?13.0軟件,??對三角片網(wǎng)格模型進(jìn)行重新劃分,修復(fù)破損邊界,根據(jù)骨折類型提取個性化接骨板形狀并??加厚,將多邊形模型精確曲面化得到實(shí)體零件模型;C.將零件導(dǎo)入Solidworks?2017軟件進(jìn)??行裝配,可根據(jù)骨折線位置設(shè)置螺釘孔位置;D.將零件模型導(dǎo)入3D打印成型設(shè)備進(jìn)行制??造。??Figure?1-4.?3D?printing?personalized?bone?plate?design?and?manufacturing?process.?A.??Import?patient?or?specimen?image?data?into?Mimics?21.0?software?for?3D?reconstruction?to??extract?the?target?model;?B.?Import?STL?format?3D?model?into?Geomagic?13.0?software?to??re-divide?the?triangular?mesh?model,?repair?the?broken?boundary,?and?extract?based?on?the??9??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]人體髖臼前后壁骨硬度分布特征研究[J]. 劉國彬,殷兵,王建朝,李升,張曉娟,吳衛(wèi)衛(wèi),胡祖圣,劉雅克,張英澤. 中華骨與關(guān)節(jié)外科雜志. 2019(09)
[2]改良Stoppa入路內(nèi)髂坐鋼板固定治療涉及后柱的髖臼骨折[J]. 薛飛,賈文超,武劍,佟雁翔,王文選,賈燕飛,馮衛(wèi). 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2019 (06)
[3]髖臼四方區(qū)組合鋼板治療老年髖臼骨折的有效性[J]. 陳開放,楊帆,郭曉東,朱豐照,姚升,周錦鴿. 中華創(chuàng)傷雜志. 2018 (04)
[4]3D打印技術(shù)在陳舊性骨盆髖臼骨折治療中的應(yīng)用[J]. 仇道迪,周東生,許維澄,張國明,馮立,陳龍,孫金磊. 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2017 (07)
[5]Stoppa入路內(nèi)髂坐鋼板固定治療累及后柱的復(fù)雜髖臼骨折[J]. 楊運(yùn)平,曹生魯,凌偉,郭東鴻,彭賡,馮凱,胡稷杰,王鋼. 中華骨科雜志. 2017 (13)
[6]個性化金屬三維打印髖臼翼形接骨板結(jié)合腹直肌外側(cè)切口入路治療復(fù)雜髖臼骨折[J]. 麥奇光,谷誠,林學(xué)智,李濤,黃偉奇,王華,譚新宇,林輝,王藝錳,楊永強(qiáng),金大地,樊仕才. 中華外科雜志. 2017 (03)
[7]3D打印骨科模型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)專家共識[J]. Digital Orthopaedics Group,Medical Engineering Society,Chinese Medical Association;. 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2017 (01)
[8]髖臼骨折的治療進(jìn)展及思考[J]. 周東生. 中國骨傷. 2016(04)
[9]橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)與重建鋼板治療髖臼骨折的療效比較[J]. 關(guān)翔,宋香全,王洪炳,周朝波. 臨床骨科雜志. 2015(05)
[10]三維有限元分析在口腔正畸領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 韓耀輝,徐庚池,牟蘭,葛振林. 現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2015(03)
本文編號:3089754
本文鏈接:http://sikaile.net/yixuelunwen/waikelunwen/3089754.html
最近更新
教材專著