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，可實現(xiàn)指骨骨折部位的可靠精確固定。
　　本文以拇指遠節(jié)指骨骨折患者為研究對象，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。需要重建的拇指模型包含拇指骨骼和整個拇指兩種三維模型

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手的三維模型。為簡化計算量，需切割出拇指的骨骼三維模型和整個拇指三維模型。依據(jù)整個手的三維模型，在3DMax中設(shè)計出個性化、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體化之后的拇指骨骼模型和整個拇指模型在有限元軟件中做布爾減運算

3、獲得。在建模中，手動規(guī)劃各個模型的 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骨折部位的應(yīng)力和形變影響。當49N的外力作用在外固定器1cm2的面上時，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。
　　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