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个体化钛合金掌指关节假体的生物力学研究
背景:目前国内外对非个体化假体的生物力学研究较多,而对个体化假体的生物力学资料尚缺乏.目的:探讨运用生物力学实验方法观测个体化假体生物力学的优越性.方法:①实验将经重建及快速成形制造的人个体化钛合金示指掌指关节标本设为个体化假体组;其对侧手标本的示指掌指关节为对照组;取5侧正常人手标本为正常对照组.在个体化假体组掌指关节植入个体化假体;对照组掌指关节植入Swanson假体.②利用CSS-44020试验机来模拟对3组标本分别以50,100,150,200,250,300,350 N施加垂直载荷.③观察相应掌、指骨所受的应变变化,并绘制相应的载荷-应变曲线,观察和对比个体化假体、Swanson假体和正常掌指关节的生物力学特点.结果与结论:掌、指骨被垂直加压后,所受应变随着载荷加大而逐渐增大,观察各组数据,在实验测试范围内各应变片所测得应变值基本呈正态分布;掌骨在不同载荷下的应变要大于近节指骨.掌骨与近节指骨的应变变化在300～350 N出现了"平台期".在压力为50 N时,各组掌、指骨所受的应变没有差别.大于100 N时,对照组与个体化假体、正常对照组应变相比差异均有显著性意义,而个体化假体、正常对照组间应变差异无显著性意义.说明个体化钛合金假体更符合掌指关节的解剖学形状,也就更符合正常掌指关节的生物力学,因此个体化钛合金假体要优于Swanson假体,为临床提供了一种新型理想的掌指关节假体.
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人工桡骨头置换术治疗严重桡骨头粉碎性骨折
桡骨头骨折在临床工作中并不少见,其分类方法多种,有Mason分类法(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型)、Schatz-ker-Tile分类法(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型)、Bakalim分类法(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型)等[1].
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3D打印技术应用于胸骨缺损修复的可行性研究
目的 验证3D打印技术制作个体化钛合金胸骨假体的力学性能和应力分布,探讨其在修复胸骨缺损中应用的可行性.方法 通过胸部CT三维重建数据构建骨性胸廓模型,应用计算机辅助设计技术及镜像技术,设计目标假体的三维数据,并通过三维有限元对假体进行应力分析;之后采用钛合金粉末打印出与缺损骨质完全匹配的假体,进行强度测试;后进行手术植入完成胸骨缺损的修复.结果 3D打印的钛合金假体的屈服强度为(950±14) MPa,极限强度为(1005±26) MPa.三维有限元分析结果显示,胸骨假体等效应力分布均匀.假体能够精确重塑原有胸廓的几何形态和解剖外形,随访半年植入物与周围骨性结构固定牢靠,与周围组织相容性良好,无排异反应发生.结论 通过计算机辅助设计和3D打印技术能够制作出高精度个性化钛合金胸骨假体,材料性能满足外科临床植入物的标准,对胸壁重建塑形效果良好,手术操作简便,此方法是胸骨大块缺损修复的可靠技术保证.
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应用3D打印技术修复肋骨缺损的可行性研究
目的:验证3D打印技术制作个性化钛合金肋骨假体的力学性能和应力分布,探讨个性化肋骨假体在修复胸壁多发肋骨缺损时应用的可行性.方法:通过胸部CT三维重建数据构建骨性胸廓模型,模拟截骨修复过程,设计出肋骨假体的三维数据并进行三维有限元分析;采用钛合金粉末打印出与缺损肋骨完全匹配的假体,进行强度测试;后进行手术植入完成胸壁缺损的修复.结果:假体模型的三维有限元分析显示,肋骨假体等效应力分布均匀.3D打印钛合金肋骨假体的屈服强度为(950±14) MPa,极限强度为(1 005±26)MPa.假体植入重建术精确复原了胸廓的几何形态及解剖外形,随访期间植入物与周围骨性结构固定牢靠,与周围组织相容性良好,无排异反应发生.结论:通过计算机辅助设计和3D打印技术能够制作出高精度个性化钛合金肋骨假体,材料性能满足临床植入物的标准,个性化肋骨假体对胸壁重建塑形效果好,手术操作简便,此方法是肋骨缺损修复的可靠技术保证.
