新型顴弓骨折內(nèi)固定器的模擬設(shè)計及生物力學(xué)研究.pdf

1、目的：本實驗主要借助螺旋模CT技術(shù)和有限元方法(Finite Element Method,FEM)建立顴弓三維實體模型,在此模型基礎(chǔ)上模擬骨斷面并設(shè)計一種鎳鈦形狀記憶合金(Ni-Ti shape memory alloy,Ni-Ti SMA)材質(zhì)的新型顴弓骨折內(nèi)固定器,建立顴弓骨折內(nèi)固定三維有限元模型,并對模型穩(wěn)定性進行仿真測試,為今后該種新型顴弓骨折內(nèi)固定器的設(shè)計提供建?；A(chǔ)和實驗依據(jù)。
　　方法：選擇一名健康成人志愿者,采用

2、螺旋CT對其眶上緣到下頜骨下緣范圍進行連續(xù)薄層掃描,生成的圖像數(shù)據(jù)以DICOM格式導(dǎo)入醫(yī)學(xué)面圖像處理軟件Mimics10.01中,經(jīng)閾值設(shè)定、蒙罩編輯、區(qū)域增長及形態(tài)學(xué)操作等生成顴弓初始3D模型;利用逆向工程軟件Geomagic9.0對3D模型數(shù)據(jù)進行精細化處理,完成曲面重構(gòu);在UGNX5.0軟件中,實現(xiàn)三維重建模型實體化并建立皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨等結(jié)構(gòu);在此模型基礎(chǔ)上設(shè)計新型內(nèi)固定器、模擬生成骨斷層建立骨折模型,再將設(shè)計的固定器放置于既定部

3、位,經(jīng)網(wǎng)格劃分、材料屬性添加建立顴弓骨折內(nèi)固定三維有限元模型;最后定義接觸、對模型自由度進行約束、模擬加載實驗,對有限元模型外側(cè)模擬集中力加載實驗,力的大小分10N、30N、60N、90N、120N、150N六個級別,記錄該模型在不同工況下的位移及應(yīng)力分布情況。
　　結(jié)果：成功模擬設(shè)計出一種新型顴弓骨折內(nèi)固定器,固定器由支撐桿和固位爪組成,采用上下包繞的方式固定于顴弓內(nèi)側(cè);建立了顴弓骨折內(nèi)固定三維有限元模型,模型總單元數(shù)52977