3D打印钛合金个性化骨盆假体静态和步态有限元分析

发布时间：2018-01-22 20:47

本文关键词： 骨盆 D打印有限元分析骨盆假体步态　出处：《医用生物力学》2017年06期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：目的通过有限元分析方法评价3D打印个性化钛合金骨盆假体在站立位静态和步态下的生物力学性能。方法选取3例不同类型的骨盆肿瘤患者,拟行半骨盆切除人工半骨盆置换术。术前行CT和MRI检查,设计相应的个性化钛合金人工半骨盆假体,利用三维重建技术进行骨盆重建,并与个性化骨盆假体装配。通过AnyBody软件建立患者的人体骨肌系统模型并进行步态动力学分析。导入ABAQUS软件,得到3例重建骨盆模型在静态和步态条件下的应力分布和应力集中区域。结果在静态和步态条件下,3例3D打印钛合金骨盆假体的最大应力均小于钛合金的屈服强度,重建骨盆的骨盆环能够满足应力传导规律,患者术后恢复正常。结论 3D打印个性化钛合金骨盆假体对恢复骨盆环的应力传导效果良好,其有效性和稳定性能够满足人体生物力学要求,分析结果可为临床医生和假体设计人员提供参考。
[Abstract]:Objective to evaluate the biomechanical properties of 3D printed personalized titanium alloy pelvis prosthesis in standing position and gait by finite element method. Methods three patients with different types of pelvic tumors were selected. Before operation, CT and MRI were performed to design the corresponding personalized titanium alloy artificial hemipelvis prosthesis, and the three-dimensional reconstruction technique was used to reconstruct the pelvis. The human bony muscle system model was established by AnyBody software and gait dynamics analysis was carried out. The ABAQUS software was imported into the system. The stress distribution and stress concentration area were obtained in 3 cases of pelvic reconstruction model under static and gait conditions. The maximum stress of 3 cases of 3D printed titanium alloy pelvis prosthesis was lower than that of titanium alloy, and the pelvic ring reconstruction could satisfy the stress conduction law. Conclusion 3D printed personalized titanium alloy pelvis prosthesis has a good effect on the recovery of pelvic ring stress conduction, and its effectiveness and stability can meet the requirements of human biomechanics. The results can be used as a reference for clinicians and prosthesis designers.
【作者单位】：上海交通大学生物医学工程学院;西南交通大学材料科学与工程学院;上海体育学院运动科学学院;河南科技大学机电工程学院;上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科上海市骨科内植物重点实验室;
【基金】：国家高技术研究发展“863计划”(2015AA020308) 国家自然科学基金项目(81572156) 上海市科委产学研医项目(14DZ1941102,15DZ1942104) 上海市卫生系统重要疾病联合攻关项目(2013ZYJB0501) 上海交通大学医学院高峰高原计划研究型医师项目(20152224);上海交通大学转化医学协同创新中心合作研究项目(TM201613);上海交通大学医学院转化医学创新基金上海市卫生系统重要薄弱学科建设项目(2015ZB04904) 上海教委重点学科建设基金(J50206)
【分类号】：R318.1;R738
【正文快照】： 人工半骨盆置换术是骨盆肿瘤切除和术后重建的有效方法之一,如何在完整切除骨盆肿瘤的同时最大限度地保留肢体功能是目前的首要问题。对于骨肿瘤切除手术,根据患者的肿瘤生长部位、类型和大小不同,所需的手术方式差异很大,而综合患者的年龄、体质、体型等因素之后,针对不同患

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