用半自动化工作流程设计的增材制造的特定患者下腔植入物的生物力学评估:一个尸体和回顾性案例研究
A van Kootwijk1, B P Jonker1, E B Wolvius1
1Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Erasmus University Medical Center, Doctor Molewaterplein 40, 3015 GE, Rotterdam, the Netherlands.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|September 7, 2023
概括
特定于患者的3D打印植入物显示出适合下巴重建的机械性能. 这种半自动化工作流程有助于设计植入物适用于苛刻的条件,为传统方法提供了可行的替代方案.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 手术创新 在外科创新.
背景情况:
- 部重建通常依赖于血管化的自由板,这可能不适合所有患者.
- 针对患者的子植入物提供了一个有前途的替代方案,特别是对于未经辐射的患者或不适合微手术的患者.
- 设计这些植入物的半自动化工作流程旨在提高效率和精度.
研究的目的:
- 为了评估3D打印的患者特定植入物的生物力学性能.
- 为了验证这些植入物的半自动化设计工作流程.
- 在生物力学测试中比较有限元分析 (FEA) 和数字图像相关性 (DIC).
主要方法:
- 使用半自动化工作流程,为两个尸体下部设计了针对患者的子植入物.
- 进行准静态生物力学测试和FEA以评估植入物性能.
- 利用DIC测量菌株和验证FE模型,将结果与三名患者的回顾性病例系列进行比较.
主要成果:
- 在逆侧骨折之前的尸体检测中,没有发生植入物或螺丝故障.
- FEA和DIC在菌株分布中显示出强烈的相关性 (r=0.92),计算模型预测了更高的菌株.
- 在艰苦的条件下对植入物的模拟应力仍然低于材料的屈服强度.
结论:
- 开发的半自动化工作流适用于设计具有令人满意的机械功能的患者特定子植入物.
- 工作流可以帮助创建重建系统并简化术前规划.
- 需要进一步的研究来评估与这些植入物一起使用的骨移植的骨质生成潜力.
