大尺寸关节支架的3D打印及应用

被引：13

作者：

连芩 ^{[1
]}

庄佩 ^{[1
]}

边卫国 ^{[2
]}

李涤尘 ^{[1
]}

靳忠民 ^{[1
,3
]}

机构：

[1] 西安交通大学制造系统工程国家重点实验室

[2] 西安交通大学医学院第一附属医院

[3] Institute of Medical and Biological Engineering, School of Mechanical Engineering, University of Leeds

来源：

中国科学:信息科学 | 2015年 / 45卷 / 02期

关键词：

3D打印; 关节; 大尺寸; 支架; 固定; 生物材料; 仿生设计;

D O I：

暂无

中图分类号：

R687 [矫形外科手术学]; TP391.7 [机器辅助技术];

学科分类号：

100220 [骨科学]; 140102 [集成电路设计与设计自动化];

摘要：

人工关节假体的置换与长期植入后的失效问题将造成关节组织不可恢复的损失,小块可降解骨软骨关节支架具有恢复病变关节的力学环境和诱导新生组织生长的能力,为大尺寸关节病变缺损修复提供了新的治疗策略.大面积深层病变软骨关节病变位置的生理结构与力学环境的分析,以及多材料复合关节支架的仿生制造与手术方案是治疗方案开发的难点.本文提出一种新型多材料关节支架的仿生设计与制造技术和植入方法.以诱导组织生长为导向,选择聚乙二醇凝胶(polyethyleneglyco,PEG)、β-磷酸三钙陶瓷(β-tricalcium phosphate,β-TCP)、聚乳酸(polylactide,PLA)等生物材料开发新型支架;以羊膝关节为研究对象,通过反求工程、有限元分析和3D打印技术,利用有限的影像学数据信息,建立膝关节模型和易病变软骨区域;基于支架生理结构特征与关节缺损区机械承载能力的映射关系,建立大块仿生骨软骨支架的结构与稳定性固定结构.实验证明该支架在置换初期较好地恢复了缺损关节的力学环境.所提出的方法和支架有望为大面积骨软骨缺损的修复提供一种新的治疗方案.

引用

页码：248 / 258

页数：11

共 14 条

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