兒童用皮質外固定式三板假體的設計及應用
發(fā)布時間:2020-04-18 07:17
【摘要】: 惡性骨腫瘤是青少年和兒童最好發(fā)的惡性腫瘤之一。以往,惡性骨腫瘤患者的病死率和截肢率較高,但隨著輔助化療和新輔助化療的應用,患者的生存期明顯延長,保肢手術的開展越來越多[1]。植入性人工假體作為一種重要的保肢重建方法,其固定效果較為可靠。重建后的關節(jié)能夠承受較大的機械壓力,可以保留運動功能并迅速恢復肢體功能,具有早期穩(wěn)定性、早期活動能力及早期肢體承重能力等優(yōu)點。目前,髓內柄固定是植入性人工假體固定的最常用方法。然而,兒童患者骨骼生長迅速,骨改建明顯,在骨骼增長增粗的同時,骨髓腔增寬,髓內柄固定的松動問題往往難以避免。假體松動是目前植入性人工假體最重要的并發(fā)癥之一。兒童患者的假體松動問題尚無有效解決方法。 已有文獻報道[2]在成人中應用皮質外三板假體進行腫瘤切除后的固定,并取得了較好的效果。本研究認為,利用兒童骨骼快速增長增粗的特點,在兒童中應用此種固定后,可能在板間甚至板外形成包繞假體的骨組織,使假體和骨骼形成統(tǒng)一的整體,從而達到較好的遠期固定效果,減少松動的發(fā)生。本研究的目的在于探討三板皮質外固定方式在兒童中應用的可能及其機理。 本研究進行了以下幾方面的研究:1.通過計算機輔助設計(CAD),利用Pro/E軟件設計出了兒童用皮質外固定式三板假體的模型。為了減少皮質外固定對骨膜血供的影響,假體板上設計了不同的孔槽(2×3mm~2, 4×3mm~2, 8×3mm~2, 15×3mm~2),以減少骨與假體的接觸面積;2.利用有限元方法(FEM),通過Ansys軟件對不同設計的三板假體進行分析計算,評價其機械性能,為后續(xù)的動物實驗提供理論依據(jù),進而輔助優(yōu)化假體的設計;3.根據(jù)設計和分析的結果生產制造出假體實物,并應用于幼年山羊脛骨節(jié)段性缺損的修復重建。 X線、組織學觀察及熒光標記結果顯示,皮質外三板固定應用于幼年山羊脛骨節(jié)段性缺損的修復重建后,可以在局部形成大量骨性包繞,但不同孔槽周圍的骨生成和改建有所不同。孔槽大小由2mm、4mm增加至8mm時,孔槽周圍的皮質骨面積和新骨生成率明顯增加,但是15mm時孔槽周圍的皮質骨面積和新骨生成率反而明顯降低。有限元分析結果顯示,雖然所有結果均在假體的工作強度范圍內,但隨著孔槽大小的增加,模型的應力和變形明顯增加。 分析實驗的結果,可以得出以下結論:1.皮質外三板固定應用后,可以在局部產生骨性包繞,形成穩(wěn)固的假體-骨骼整體;2.假體的孔槽設計十分重要,合適的孔槽可以促進更多的骨形成,而其設計需綜合考慮血供影響和機械性能兩方面的因素;3.對于兒童患者,皮質外三板固定有可能成為傳統(tǒng)髓內柄固定之外另一個較好的選擇,以減少假體松動的發(fā)生。
【圖文】:
圖 1-1 四種假體模型(a: 15mm 孔假體, b: 8mm 孔假體, c: 4mm 孔假體, d: 2mm 孔假體)1.2 螺釘材料為 36-L 醫(yī)用不銹鋼,為單皮質全螺紋螺釘,直徑 3.5mm,長度 5mm。
圖 1-3 應力分布(a: 15mm 孔假體; b: 8mm 孔假體; c: 4mm 孔假體; d: 2mm 孔假體)3 假體制造3.1 樹脂模型利用快速成型技術(RFD),在西安交通大學快速成型技術中心制作出
【學位授予單位】:第四軍醫(yī)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2009
【分類號】:R738.1
本文編號:2631857
【圖文】:
圖 1-1 四種假體模型(a: 15mm 孔假體, b: 8mm 孔假體, c: 4mm 孔假體, d: 2mm 孔假體)1.2 螺釘材料為 36-L 醫(yī)用不銹鋼,為單皮質全螺紋螺釘,直徑 3.5mm,長度 5mm。
圖 1-3 應力分布(a: 15mm 孔假體; b: 8mm 孔假體; c: 4mm 孔假體; d: 2mm 孔假體)3 假體制造3.1 樹脂模型利用快速成型技術(RFD),在西安交通大學快速成型技術中心制作出
【學位授予單位】:第四軍醫(yī)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2009
【分類號】:R738.1
【參考文獻】
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本文編號:2631857
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