本文關鍵詞：基于形狀記憶聚合物的骨折外固定器件研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學》 2015年

基于形狀記憶聚合物的骨折外固定器件研究

孫梅  

【摘要】：形狀記憶聚合物是一類在外界激勵條件下可發(fā)生較大可回復變形的智能材料,具有主動變形的功能,良好的承載能力�，F(xiàn)如今,形狀記憶聚合物經(jīng)過設計可具有生物相容性、可控生物降解等良好的生物特性,因此已被廣泛應用到生物醫(yī)學領域。骨折是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N創(chuàng)傷,但是傳統(tǒng)的骨折的治療方法還存在諸多技術(shù)難題無法克服,比如石膏繃帶固定時松緊度難以掌控,容易壓迫組織,出現(xiàn)過敏引起并發(fā)癥,后期可能會因肢體消腫管型過松而致骨折端移位。本文欲著眼于傳統(tǒng)的骨折治療方法存在的問題和缺陷,利用形狀記憶聚合物提供一種固定牢靠、塑性良好、松緊可調(diào)、材質(zhì)輕盈的骨折外固定器件。(1)介紹形狀記憶聚合物的生物特性并對其力學性能進行了表征,包括動態(tài)力學分析、恒溫蠕變和應力松弛實驗以及疲勞實驗,得到相關材料常數(shù)。(2)引入Tobushi等的形狀記憶聚合物粘彈性本構(gòu)理論,得到形狀記憶聚合物本構(gòu)方程的雅克比矩陣,然后將相應的程序?qū)隺baqus,實現(xiàn)了形狀記憶聚合物熱力學行為的模擬。通過對形狀記憶聚合物加溫加載、降溫、卸載、再次加載,模擬了形狀記憶聚合物的加載變形、受熱主動回復原始形狀的整個形狀記憶過程,得出骨折固定器選用形狀記憶材料,可以通過主動變形實現(xiàn)松緊可調(diào)的可行性。(3)設計了形狀記憶聚合物的螺旋體結(jié)構(gòu),然后分別建立對脛腓骨以及股骨骨折外固定模型。利用abaqus有限元軟件分析模型在不同情況的載荷下,螺旋體和人體相關組織的應力應變位移等,計算分析螺旋體結(jié)構(gòu)的可靠性以及骨折斷端處的相對位移。(4)詳細介紹形狀記憶聚合物骨折外固定器件的工藝和制作過程,然后通過實驗驗證形狀記憶聚合物的自適應回復特性,從而能夠體現(xiàn)外固定器的可操作性和優(yōu)越性能。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R683;R318.08
【目錄】：

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本文編號：139779