膨体聚四氟乙烯鼻假体雕刻及其三维重建有限元分析
发布时间：2017-10-12 16:26
本文关键词：膨体聚四氟乙烯鼻假体雕刻及其三维重建有限元分析
更多相关文章： 隆鼻术 鼻假体 雕刻 聚四氟乙烯 三维建模 应力分析
【摘要】：Lewis(1973年)曾经说“在所有手术中,最富艺术性的手术非鼻美容整形术莫属”。早在本世纪六十年代,膨体聚四氟乙烯由W.L.Gore公司开发研制成功,并于1969年应用膨体聚四氟乙烯于人造血管的临床取得非常巨大成功,获得了FDA许可,而后又广泛应用在心血管手术、胸腹壁重建、韧带修复、疝气修补等诸多领域。在八十年代初期部分发达国家又将膨体聚四氟乙烯用于美容整形手术。而国内自1995年也开始将其用于美容整形手术的领域。 膨体聚四氟乙烯是一种高分子材料,其理化性能稳定、无毒、耐高温和低温(-200℃～250℃)、耐化学腐蚀。内部为l0um-30um的超微多孔结构,与周围组织相容性好,体内不吸收,不易变形,无致癌以及过敏反应原性；不会易于滋生各种微生物,亦可方便地塑形；能够与移植床结合并且可以制动,不会引发慢性炎症；拥有足够的硬度支撑组织,亦有足够的韧性以获得自然且逼真的效果；在体内需对x-ray具有可透性,并且对热及电的传导性低；发生问题时可以方便地取出,是隆鼻手术较为理想的假体材料。此外,膨体聚四氟乙烯材料若手术未用完,可通过高压消毒反复使用十次以上减少了材料的浪费 膨体聚四氟乙烯有各种各样的雕刻方法,优点各不相同。按照形状的不同大致可分为短柳叶型(适用于单纯鼻根部低平的患者),长柳叶型(适用于鼻根及鼻背部低平的患者),“L”型(适用于鼻根鼻背及鼻尖部需要改善的患者)。 根据假体材料的组成可以分为：方法一：全部使用加强型膨体聚四氟乙烯材料,雕刻的“L”型假体,确定假体长臂段的长度后在假体腹侧长短臂交点处楔形切除,深度要至少达到假体厚度的2／3,且不能将假体切断使假体分为长短两段,长段为鼻根部“黄金点”至鼻尖“表现点”的长度即为“L”型假体的长臂,短段为鼻小柱及其皮下段的长度即为“L”型假体的短臂。将短臂两侧切除,仅保留中央宽为2mm左右,将短臂向腹侧弯曲,并在长短臂交界处以“尼龙线”缝合固定,使“L”型假体长短臂的夹角九十度。方法二：全部使用膨体聚四氟乙烯加强型材料,但不雕刻成“L”型假体,鼻小柱部分独立存在,既柳叶型假体加上鼻中隔加固补片。方法三：硅胶假体与膨体聚四氟乙烯并用,将膨体聚四氟乙烯材料固定于硅胶假体的鼻尖或鼻背部。 亦有其他雕刻方法更加注重细节：如雕刻成纺锤形使外观更加自然。然而隆鼻后活动度的问题未被重视。硅胶假体双“V”切口,假体的鼻头可轻松左右上下摆动,而鼻梁部不随着摆动,且可以防止假体向下滑动。为防止并发症,如使假体鼻尖部面积不小于4mm×4mm。鼻根部“V”字设计：使鼻假体腹侧面雕刻成与鼻侧软骨服贴的凹面。船型假体：多片缝合膨体聚四氟乙烯,更加节省材料。 随着鼻整形术的广泛开展,患者对术后鼻部形态的要求也越来越高。有调查发现,鼻整形术后63%患者注意到术后鼻尖活动度下降；30%因此对手术效果不满意；27%表示不会当众触碰鼻端；7%对此十分在意,表示不敢揉鼻,甚至感冒时不敢擦鼻涕。也就是说,患者已经不仅仅要求术后鼻部的静态外形得到改善,同时也要求动态外观可以尽可能接近自然。那么如何改善术后鼻部活动度也受到越来越多的关注。 术后效果主要受患者自身条件、术者技术、术式选择、假体材料的影响。其中假体材料的选择与雕刻方法的不同会在很大程度上影响术后形态,同时也是最为客观的影响因素。 本文根据改进的假体形态,命名其为"Capricorn假体”。Capricorn指“摩羯”,一种羊头鱼身的神兽。因Capricorn假体酷似羊头鱼身的神兽故取此名。 雕刻方法：选用15mm×70mm×5mm聚四氟乙烯材料,于长边中线稍旋转刀片斜行切开材料,得到两根截面同为直角梯形的材料。选其中一根材料置于受术者鼻背部,确定受术者鼻根的弧度及假体上段长度。(上端起始端为A端,下端末端为B端,鼻尖部为C)修整材料直横截面呈等腰梯形。于确定的上下段分界线C处,旁开3mm向下楔形切除一去顶四面体形状材料,制作L形假体。按确定的鼻根弧度,于材料A端宽面弧形切削材料,形成假体鼻根处部分。自材料B端等腰梯形截面向A端切削使材料下段呈长方体形状,根据受术者情况调整下端的长短及粗细。材料窄面向上,材料上段中下1/3两侧均匀的,垂直向下切除材料,切口呈“V”字形,呈20～-45,且顶点落在窄面边缘,且外口位于顶点的外下方。翻转材料,宽面向上,沿已有的三角形缺口的边缘向下楔形切除材料,切忌勿切透材料。 三维有限元分析方法是一种生物力学的研究方法,其非常简便和实用,反映假体力学特性的能力也特别好。虽然在以往的有限元分析当中不可避免的需要进行一些假设和简化,因此存在着一定的误差与被模拟的对象的实际情况之间,但是其生物力学特性的总体趋势却可以比较好的反应,所获得的分析数据往往具有临床实际意义,因而可为实验生物力学研究方法作出很好的补充和验证 力学分析：数据：立秀TPLnose测量数据。双“V”假体测量数据。Capricorn假体测量数据,如雕刻方法中所述。设备：个人电脑,硬件Intel酷睿i32370M,2.4GHz,8G内存,windows7操作系统。建模有限元分析软件AbapusCAE。几何模型建立：于Abaqus中,part模块建立70×15×5部件,并按照鼻假体的数据进行切削,并保存项目文件。对材料进行线弹性材料属性赋值。弹性模量为589,泊松比0.4。建立截面属性使用实体各项同性的默认数值及材料属性赋给零件并装配单个零件。建立分析步：使用一般静力学分析步建立初始分析步,改变初始递增值为0.1来减少初始递增值。定义边界条件载荷,在初始分析步上使用mechauical力学类型,Displacement/rotation types建立边界条件。选择假体长段中上三分之一约束三个位移方向。分别于相同的位置及面积时间力学类型为prssure,载荷幅值为1的力。场分布为unifom,解析场分布为ramp。划分网格：使用六面体分网技术划分网格,并修改为最佳分布网格。建立job发送并查看结果：可视化视图中,查看云图应力情况,在视图中调整变性尺度为相同值,截图并保存为对比图。 经过对对比图的比较得出：假体鼻尖部冠状面位移：Capricorn假体双“v”口假体传统雕刻方法鼻假体。假体鼻尖部矢状面位移：Capricorn假体传统雕刻方法鼻假体 L型聚四氟乙烯(膨体)假体在隆鼻术上的使用越来越多,与硅胶假体相比,很多有经验的医生更倾向于选择膨体。首先,其的生物相容性好,超微多孔结构可为周围组织、血管生长提供空间,与周围组织长在一起,从而更稳定假体的位置,不会出现术后假体漂浮、或像硅胶假体一样下滑导致假体外露；其次,没有固体硅橡胶充填后那种线条硬直,质感较硬的外观。虽然目前临床上膨体的使用越来越多,但是国内文章中缺乏对其雕刻方法的详细解析。本文可以让术者对Capricorn假体的雕刻一目了然,方便学习与应用。 聚四氟乙烯不足之处是：目前价格高推广难,Capricorn假体雕刻的方法可以利用一个聚四氟乙烯材料雕刻出2个Capricorn假体,并且三维模型建立力学分析可以对新的假体雕刻方法进行力学评估,节省资源,避免浪费。 从三维建模力学分析的结果我们可以看出,无论是矢状面,还是冠状面活动度Capricorn假体都明显优于传统L型聚四氟乙烯假体和双“V”雕刻方法,证明Capricorn假体可以使术后受术者鼻尖活动度得到提高,使隆鼻术后鼻部更接近自然,提高隆鼻的满意度。且这种雕刻方法可以防止假体下滑。我们也可以借鉴其他雕刻方法,施加于Capricorn假体上使假体更加完善,如于假体顶端及鼻小柱处做“V”字切口。 我院已完成Capricorn假体隆鼻例,术后鼻部线条柔和,鼻尖活动度好,患者满意。矢状面活动度未达到理想状态可能与术后14天组织水肿有关。 Capricorn假体的相关研究我们还需增加病例数,并研究正常人群的鼻尖力学改进Capricorn假体,使Capricorn假体隆鼻术后鼻部更加仿真,并进一步重视受术者的心理变化。
【关键词】：隆鼻术 鼻假体 雕刻 聚四氟乙烯 三维建模 应力分析
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R765.9
【目录】：
- 摘要3-8
- ABSTRACT8-15
- 膨体聚四氟乙烯介绍15-21
- 雕刻方法总结21-29
- 雕刻方法介绍29-35
- 三维重建力学分析的应用35-38
- 鼻假体三维重建力学分析38-53
- 前期建模38-40
- 创建一个部件40-44
- 创建一个材料44
- 定义材料属性44-45
- 定义均R烫迮浼，
本文编号：1019762
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yank/1019762.html
最近更新
教材专著
