机器人复制,多个螺丝固定结果显著改善了最初的acetabular杯稳定性

科学领域:

• 整形外科手术 整形外科手术
• 生物医学工程 生物医学工程
• 机器人技术在医学中的应用

背景情况:

• 评估acetabular杯的生物力学性能对于关节置换成功至关重要.
• 当前的回技术可能会影响植入物稳定性和长期结果.

研究的目的:

• 为了比较使用手工与机器人复制植入的acetabular杯的生物机械性能.
• 为了评估单次与连续回技术对杯子稳定性的影响.
• 为了确定螺丝数量 (0,1,或2) 对acetabular杯固定的影响.

主要方法:

• 使用3D打印的48,56毫米直径的多孔形杯.
• 杯子被冲击到聚氨泡骨模型中.
• 重制是手动或机器人执行的,使用单个或连续的技术.
• 扭力压缩负载被应用来测量故障时的扭矩,故障时的角位移和扭力刚度.

主要成果:

• 机器人制造的杯子比手工制造的杯子具有45%的扭曲刚度 (p < 0.0001).
• 增加了acetabular螺丝的数量显著增加了故障时的扭矩和故障时的角位移 (p < 0.001).
• 对于任何测量参数 (p > 0.05),单次和顺序回调技术之间没有发现显著差异.

结论:

• 机器人修复导致形体杯扭转硬度大幅增加.
• 机器人修复可能会最大限度地减少球形度的偏差,优化囊-杯的一致性.
• 使用的螺丝的数量会影响固定强度,而回技术 (单一与连续) 并不会显著改变生物力学性能.