三維肩關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì).pdf

1、人工關(guān)節(jié)置換是對疾病或腫瘤造成的關(guān)節(jié)破壞進(jìn)行修復(fù),解決疼痛、畸形和功能障礙,重建一個(gè)接近正常功能的關(guān)節(jié),是近30年來矯形外科學(xué)中投資最大,發(fā)展變化最突出的領(lǐng)域之一。然而在人體的眾多關(guān)節(jié)當(dāng)中,肩關(guān)節(jié)的活動(dòng)度最大,肩關(guān)節(jié)置換手術(shù)也因此成為研究的熱點(diǎn)。目前中國市場上的肩關(guān)節(jié)假體主要來自于歐美市場,歐美肩關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)主要依賴于西方人肩關(guān)節(jié)解剖參數(shù),主流產(chǎn)品為UNIVERSE3-D,其特點(diǎn)為:肱骨近端假體傾斜角連續(xù)可調(diào)范圍為125到140度,肱骨假體

2、關(guān)節(jié)面前后扭轉(zhuǎn)角的連續(xù)可調(diào)角度從+15到-15度,偏心距為3.5mm,可變角度為0、45、90、135、180,共5個(gè)角度。UNIVERSE3-D基本能適應(yīng)個(gè)體化要求。然而,國人肩關(guān)節(jié)解剖參數(shù)與西方人解剖參數(shù)有差異,國人接受置換手術(shù)后由于假體不適帶來的并發(fā)癥發(fā)生率較西方人多,因此研究設(shè)計(jì)符合國人的肩關(guān)節(jié)假體逐漸受到越來越多的專家和學(xué)者關(guān)注。對比分析國人肩關(guān)節(jié)解剖參數(shù)與國外肩關(guān)節(jié)解剖參數(shù)可知,國人肩關(guān)節(jié)頭曲率半徑、向內(nèi)偏心距、關(guān)節(jié)面張角等

3、指標(biāo)測值小于西方人,而向后側(cè)偏心距、頭斜傾角、盂上下曲率半徑大于西方人。為了改變現(xiàn)在國內(nèi)各大醫(yī)院使用的肩關(guān)節(jié)假體大部分是進(jìn)口假體的現(xiàn)狀,提出新型肩關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì),目標(biāo)在于其型號(hào)大小、設(shè)計(jì)模型與中國人的體質(zhì)、解剖特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)功能要求適應(yīng),改善過去假體所存在的臨床效果有限的現(xiàn)狀,且降低中國人接受肩關(guān)節(jié)置換費(fèi)用,現(xiàn)對肩關(guān)節(jié)假體結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。本文以國人肩關(guān)節(jié)解剖參數(shù)為基礎(chǔ),基于一種雙齒型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了新型肱骨假體,該假體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)肱骨近端傾斜角11

4、5o到140o的調(diào)整,肱骨近端前后扭轉(zhuǎn)角-20o到+20o的調(diào)整,偏心距可以實(shí)現(xiàn)2.5mm和4.0mm的調(diào)整,且肱骨近端關(guān)節(jié)面傾斜角和肱骨近端前后扭轉(zhuǎn)角重復(fù)調(diào)整,手術(shù)過程簡單易操作。對假體材料進(jìn)行分析,制定選材原則,根據(jù)選材原則選擇假體材料為鈦合金,在UG2.0環(huán)境下建模,對假體模型進(jìn)行簡化,解除結(jié)構(gòu)的約束,列舉各個(gè)構(gòu)件的受力情況等式,計(jì)算各個(gè)構(gòu)件所受到的力,由此對肱骨假體各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,分析得到整個(gè)肱骨假體最大應(yīng)力為471.7M