3D打印指骨骨折彈性固定器的研究.pdf

1、在指骨骨折外固定領(lǐng)域中，為了避免石膏固定透氣性差、高分子繃帶固定不牢靠、夾板固定壓迫邊緣皮膚的各自缺陷，本文旨在研究一種符合人體手部生物力學(xué)的個(gè)性化、不等剛度的彈性外固定器。該外固定器不僅匹配患者手指的形狀，而且匹配患者骨折部位，可實(shí)現(xiàn)指骨骨折部位的可靠精確固定。
　　本文以拇指遠(yuǎn)節(jié)指骨骨折患者為研究對(duì)象，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.拇指模型的三維重建及外固定器模型的設(shè)計(jì)。需要重建的拇指模型包含拇指骨骼和整個(gè)拇指兩種三維模型

2、。利用指骨骨折患者的手部CT數(shù)據(jù)，研究Mimics軟件閾值分割方法，快速重建手部骨骼三維模型和整個(gè)手的三維模型。為簡(jiǎn)化計(jì)算量，需切割出拇指的骨骼三維模型和整個(gè)拇指三維模型。依據(jù)整個(gè)手的三維模型，在3DMax中設(shè)計(jì)出個(gè)性化、不等剛度、透氣的外固定器。
　　2.有限元分析模型的建立。建立三種用于有限元分析的實(shí)體模型：拇指骨骼、拇指軟組織、外固定器。其中拇指軟組織模型是通過實(shí)體化之后的拇指骨骼模型和整個(gè)拇指模型在有限元軟件中做布爾減運(yùn)算

3、獲得。在建模中，手動(dòng)規(guī)劃各個(gè)模型的 NURBS曲面，并且采用六面體主導(dǎo)劃分法劃分網(wǎng)格。
　　3.有限元分析。探索不同外力沖擊外固定器表面所對(duì)骨折部位的應(yīng)力和形變影響。當(dāng)49N的外力作用在外固定器1cm2的面上時(shí)，盡管骨折部位受到最大值為2.0435Mpa的應(yīng)力，但其發(fā)生的形變很小，可以忽略不計(jì)。
　　4.用于成型外固定器的材料及3D打印技術(shù)的研究。通過對(duì)比TPU、PLA、光敏樹脂這三種材料3D打印所成型的外固定器，確定TPU