下颌骨骨折个性化3D内固定系统优化设计及生物力学分析

发布时间：2021-04-17 13:49

　　下颌骨骨折不仅影响颌面美观,还影响咀嚼、说话等功能,严重降低了患者的生活水平。其中,下颌角部位的骨折占下颌骨骨折的25%左右。目前广泛使用的标准二维固定板和生物可吸收材料的固定板虽然可以治疗大部分下颌骨骨折,但对于久治不愈的陈旧性骨折和特殊下颌骨骨折,则需要寻找更有优势的固定板。研究开发具有与骨表面贴合的三维形状以及良好生物力学特性的个性化内固定系统,不仅可以减少手术时间,提高初期稳定性并加快骨愈合,还可以降低或消除骨吸收并减小固定板失效的可能,提高手术成功率。本文利用医学处理软件重建了下颌骨三维模型,并构建其生物力学模型。在此基础上,提出了基于拓扑优化方法的个性化内固定系统的设计技术,并以下颌角骨折为例,设计得到了“V”形个性化内固定板,并将其与普通固定板进行了生物力学对比分析,包括有限元仿真和实验测试验证。分析表明个性化V形内固定板具有良好的生物力学性能,验证了个性化3D内固定系统优化设计技术的可行性和有效性。（1）探索了下颌骨生物力学有限元模型的构建技术。研究比较了基于三角面片和基于参数曲面的两种有限元模型构建策略,证实了基于三角面片的建模方式更适合下颌骨的复杂外形和结构。（2）... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

二维固定板

(a) 保守治疗 (b) 开放式治疗图 1-2 下颌骨骨折治疗技术据骨折部位的不同，下颌骨骨折细分为颏部骨折、下颌体骨折、下颌角骨骨折。颏部位于下颌骨的前方，并由大量皮质骨组成，因此颏部骨折并不域。计宝辉[31]、Bezerra[32]等人认为：当颏部骨折无移位或只是轻微移位时vy 的环状栓结扎术，Ernst 的绷带结扎术或 Erich 的牙弓夹板固定术来实现定，而对于移位颏部骨折，内固定技术是最佳治疗方式。下颌骨体部骨折其骨折形式与颏部骨折类似。杨文华[33]、Joshi[34]等人认为：对于无移位或折，可以通过上下颌间固定和饮食节制，并进行密切观察，而明显的移位切开复位内固定治疗。下颌角处的骨质较薄，并且位于第三磨牙附近，非界冲击而发生骨折，是骨折易发区。代燕[35]、Ellis[9]等人认为下颌角骨折侧磨牙处，上下颌间固定法无法作用于其张力带区域，因此多采用切开复颌升支骨折并不常见，包括升支的冠状面，矢状面和水平面部分。Taub[4

图 1-3 个性化三维内固定板年来，个性化三维内固定板成为下颌骨骨折固定研究中的一大热点。许多这种三维固定板比二维板能够提供更好的骨骼修复稳定性，对减少术后并。个性化三维内固定板，如图 1-3，能在三维方向上固定骨折部位，以克切、弯曲和扭转力，其较大的空间设计为骨折部位较好的血供提供了条件部分三维固定板仍然采用了与二维板基本相似的结构，需要在使用中根据弯制出三维形状，其设计理念没有实现根本突破。另外的三维固定板虽然，但是其外形结构由设计者本身决定，并没有形成一套可以传播使用的设计现有“三维固定力”的设计思想融入到个性化固定系统中，并通过拓扑优套完整的设计技术，设计出真正具有三维形状的固定板，并充分利用快速效率，可以有效提高个性化固定板的稳定性和治疗的精准性。下颌骨生物力学的有限元分析限元法作为航空和汽车等工业领域常用的数值分析方法，常用于辅助产品


本文编号：3143560