儿童用皮质外固定式三板假体的设计及应用

发布时间：2020-04-18 07:17

【摘要】： 恶性骨肿瘤是青少年和儿童最好发的恶性肿瘤之一。以往,恶性骨肿瘤患者的病死率和截肢率较高,但随着辅助化疗和新辅助化疗的应用,患者的生存期明显延长,保肢手术的开展越来越多[1]。植入性人工假体作为一种重要的保肢重建方法,其固定效果较为可靠。重建后的关节能够承受较大的机械压力,可以保留运动功能并迅速恢复肢体功能,具有早期稳定性、早期活动能力及早期肢体承重能力等优点。目前,髓内柄固定是植入性人工假体固定的最常用方法。然而,儿童患者骨骼生长迅速,骨改建明显,在骨骼增长增粗的同时,骨髓腔增宽,髓内柄固定的松动问题往往难以避免。假体松动是目前植入性人工假体最重要的并发症之一。儿童患者的假体松动问题尚无有效解决方法。已有文献报道[2]在成人中应用皮质外三板假体进行肿瘤切除后的固定,并取得了较好的效果。本研究认为,利用儿童骨骼快速增长增粗的特点,在儿童中应用此种固定后,可能在板间甚至板外形成包绕假体的骨组织,使假体和骨骼形成统一的整体,从而达到较好的远期固定效果,减少松动的发生。本研究的目的在于探讨三板皮质外固定方式在儿童中应用的可能及其机理。本研究进行了以下几方面的研究:1.通过计算机辅助设计(CAD),利用Pro/E软件设计出了儿童用皮质外固定式三板假体的模型。为了减少皮质外固定对骨膜血供的影响,假体板上设计了不同的孔槽(2×3mm~2, 4×3mm~2, 8×3mm~2, 15×3mm~2),以减少骨与假体的接触面积;2.利用有限元方法(FEM),通过Ansys软件对不同设计的三板假体进行分析计算,评价其机械性能,为后续的动物实验提供理论依据,进而辅助优化假体的设计;3.根据设计和分析的结果生产制造出假体实物,并应用于幼年山羊胫骨节段性缺损的修复重建。 X线、组织学观察及荧光标记结果显示,皮质外三板固定应用于幼年山羊胫骨节段性缺损的修复重建后,可以在局部形成大量骨性包绕,但不同孔槽周围的骨生成和改建有所不同。孔槽大小由2mm、4mm增加至8mm时,孔槽周围的皮质骨面积和新骨生成率明显增加,但是15mm时孔槽周围的皮质骨面积和新骨生成率反而明显降低。有限元分析结果显示,虽然所有结果均在假体的工作强度范围内,但随着孔槽大小的增加,模型的应力和变形明显增加。分析实验的结果,可以得出以下结论:1.皮质外三板固定应用后,可以在局部产生骨性包绕,形成稳固的假体-骨骼整体;2.假体的孔槽设计十分重要,合适的孔槽可以促进更多的骨形成,而其设计需综合考虑血供影响和机械性能两方面的因素;3.对于儿童患者,皮质外三板固定有可能成为传统髓内柄固定之外另一个较好的选择,以减少假体松动的发生。
【图文】：

假体,全螺纹

图 1-1 四种假体模型(a: 15mm 孔假体, b: 8mm 孔假体, c: 4mm 孔假体, d: 2mm 孔假体)1.2 螺钉材料为 36-L 医用不锈钢，为单皮质全螺纹螺钉，直径 3.5mm，长度 5mm。

假体,快速成型技术,应力分布,树脂模型

图 1-3 应力分布(a: 15mm 孔假体; b: 8mm 孔假体; c: 4mm 孔假体; d: 2mm 孔假体)3 假体制造3.1 树脂模型利用快速成型技术(RFD)，在西安交通大学快速成型技术中心制作出
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R738.1

【参考文献】