收藏本站
《特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议论文集(摘要)》2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

3D打印个性化聚醚醚酮胸肋骨假体实现胸廓重建

康建峰  王玲  杨春成  李涤尘  贺健康  刘亚雄  连芩  
【摘要】:为了有效解决由恶性肿瘤、先天畸形、创伤等因素所致肋骨切除后的胸廓重建问题,同时避免金属假体应力屏蔽现象和术后检查伪影的干扰,本文选用生物相容性良好和接近骨模量的聚醚醚酮作为胸肋骨假体设计制造的理想材料,基于患者CT数据提取自然肋骨的曲面数据,对其修正后进行个性化肋骨假体设计,并采用熔融沉积成型打印;通过有限元分析和生物力学测试,结果表明假体能满足日常生活服役性能要求。最终,假体成功植入患者体内并获得良好术后重建效果。采用Mimics软件将患者CT数据转化为人体胸廓和肿瘤三维模型,结合临床经验和手术规范制定术前规划方案,通常要求保证彻底切除病灶同时预留20-30mm的安全区域。根据切除后病变骨骼模型设计个性化假体,肋骨假体的主体参照病变自然肋骨的数据信息,并在假体两端设计紧固装置,最终通过3D打印一体成型。常见固定方式有钛钉或不锈钢钢丝捆绑。同时,按照标准ISO 527-1:2012和ISO 178,通过FDM加工标准试样研究不同工艺参数对力学性能的影响,以获取最优工艺用于制造肋骨假体。通过有限元分析和弯曲测试研究了在自然肋骨骨折极限条件下假体的生物力学性能,全面评估了肋骨假体的力学性能后开展临床应用。本文基于患者CT数据提出了一种个性化胸肋骨假体的设计方法,保证了假体服役性能要求的同时兼顾FDM加工产品的可靠性。FDM加工的PEEK试样的弹性模量与屈服强度与自然肋骨相近,能有效避免应力遮挡效应。有限元分析结果显示:当自然肋骨发生骨折时,肋骨假体的。Mises应力低于材料屈服强度,将不发生骨折;弯曲测试结果与有限元结果的运动趋势相同,均低于材料的屈服强度,还具备良好韧性以满足日常活动需求。肋骨假体被成功植入体内,通过影像学检查便于术后观察。通过FDM打印个性化设计的聚醚醚酮胸肋骨假体,能满足日常生活的生物力学性能需求,并在临床中获得良好的胸壁重建效果。
【作者单位】:西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
【分类号】:R318.08;TQ317

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李子东;;赢创推出新型聚醚醚酮[J];粘接;2008年07期
2 白杉,周洁;聚醚醚酮树脂应用现状[J];化工科技市场;2004年08期
3 龚云表,石安富;聚醚醚酮的性能、成型加工及其应用[J];塑料科技;1985年04期
4 顾有伟;;聚醚醚酮——一种新型耐热绝缘材料[J];绝缘材料通讯;1986年06期
5 陈天禄;袁雅桂;徐纪平;;一种含酞侧基的聚醚醚酮与有机溶剂之间的相互作用[J];应用化学;1988年02期
6 张群;宁潜艳;倪卓;;聚醚醚酮热氧化裂解反应动力学研究[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;1991年03期
7 曹俊奎,黄智华,吴忠文;苯氧离子端基副反应对聚醚醚酮结构和性能的影响[J];吉林大学自然科学学报;1992年02期
8 牛利,郭纯孝,黄东律,蒋大振,王彩霞,张万金;聚醚醚酮微结构及反应特性的量子化学研究[J];高等学校化学学报;1993年08期
9 邱兆斌,莫志深,于英宁,张宏放;聚醚醚酮醚酮的合成与表征[J];应用化学;1998年06期
10 郝章来,吴丽君;聚醚醚酮的生产应用及发展前景[J];化工新型材料;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王齐华;薛群基;沈维长;刘维民;;两种不同碳化硅填充聚醚醚酮的摩擦学性能研究[A];第六届全国摩擦学学术会议论文集(上册)[C];1997年
2 王贵宾;周政;牟建新;张淑玲;姜振华;;不同抗氧剂对聚醚醚酮熔融稳定性的影响[A];2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2012年
3 李文雷;林宇津;王贵宾;张淑玲;;高强度无定型聚醚醚酮薄膜的制备[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题L:高性能树脂[C];2013年
4 张鹏;刘新才;周宏伟;陈春海;;含硝基侧基的功能性聚醚醚酮的制备及表征[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
5 谢光有;隋国鑫;杨锐;;混杂增强聚醚醚酮复合材料的力学及摩擦学性能[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
6 焦素娟;周华;杨华勇;龚国芳;陈建敏;周惠娣;;改性聚醚醚酮复合材料在水润滑下的摩擦磨损性能研究[A];第七届全国摩擦学大会会议论文集(一)[C];2002年
7 李文雷;周政;王贵宾;张淑玲;;多次挤出对聚醚醚酮性能的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 祝世洋;;聚醚醚酮/聚四氟乙烯涂层的制备及性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 商赢双;王永鹏;张海博;刘梦竹;任淑;姜振华;;硼酸铝晶须/聚醚醚酮复合材料的制备及性能研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题L:高性能树脂[C];2013年
10 王全兵;刘爱学;邓凯桓;;钼碳磷酸盐制备聚醚醚酮耐磨复合材料研究[A];第十一届全国摩擦学大会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 谯小梅 李淑芳;共聚醚醚酮示范装置流程贯通[N];中国化工报;2012年
2 李晓岩;聚醚醚酮树脂应用领域广[N];中国化工报;2002年
3 庞利萍;威格斯聚醚醚酮用于牙科咬合棒[N];中国化工报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 董波;三维聚醚醚酮网络增强磺化聚醚醚酮膜材料的制备及性能[D];吉林大学;2017年
2 刘新才;可控交联聚醚醚酮的分子设计与性能研究[D];吉林大学;2004年
3 周政;聚醚醚酮树脂稳定性的提高及相关机理研究[D];吉林大学;2012年
4 张娜;磷酸掺杂交联型季铵化聚醚醚酮膜材料的制备与性能研究[D];吉林大学;2015年
5 王永鹏;含硼聚芳醚酮的制备、性能及其在聚醚醚酮复合材料改性中的应用研究[D];吉林大学;2015年
6 袁朝圣;大块非晶Nd基合金及聚醚醚酮的快速增压制备与性能研究[D];西南交通大学;2011年
7 闫鹏涛;聚醚醚酮口腔生物复合材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2013年
8 熊然;全膝关节置换术后三维步态分析与个性化多体动力学建模初步探索[D];第三军医大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵立明;3D打印钛合金骨小梁骨干假体在山羊体内骨长入的实验研究[D];天津医科大学;2017年
2 董冬伟;人体整形重建弹性软组织不同体位形貌预测[D];杭州电子科技大学;2017年
3 徐复朕;Ribbed+T.O.P.假体与Ribbed+Betacup假体在初次全髋关节置换术后的短期临床疗效观察[D];山东中医药大学;2017年
4 崔鹏雷;SuperPATH微创全髋关节置换术后影像学评价[D];青岛大学;2017年
5 何静怡;乳腺手术充填用高性能硅弹性体的设计与制备[D];北京化工大学;2017年
6 贺小洁;改良式聚四氟乙烯假体隆鼻术的临床研究[D];郑州大学;2017年
7 马朝旭;高屈曲型与标准型人工膝关节假体在全膝关节置换术后疗效的比较研究[D];山西医科大学;2017年
8 卜婧婧;基于视觉假体高阶调制解调的RS纠错码研究[D];西安理工大学;2016年
9 叶灿华;膝关节置换术后非感染性翻修的回顾性分析[D];北京协和医学院;2017年
10 李刊;视觉假体中小波边缘检测算法的VLSI结构设计[D];西安理工大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026