论文题目: 生物可降解PLLA在接骨板内固定系统可行性应用的生物力学研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 生物医学工程
作者: 修凯华
导师: 樊瑜波
关键词: 接骨板,内固定,可降解,应力遮挡,有限元
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 临床经验证明,目前临床上所用的金属接骨板内固定系统虽然可保证骨折端的稳定,有利于早期骨折愈合,但是对固定骨段具有强大的应力遮挡作用,同时容易诱发固定后期的骨质疏松和骨力学强度下降,甚至导致去除接骨板后的再度骨折。聚乳酸是一种具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物,它具有较好的机械强度、弹性模量和热成型性,其在生物体内可以不断降解,无毒、生物相容性好,在医用领域被广泛关注。本文的思想是基于将PLLA材料制成的可降解膜衬垫衬于金属接骨板下,构造出一种新型复合接骨板系统。通过可降解PLLA衬垫的引入,降低接骨板系统的刚度,从而减轻接骨板对骨组织的应力遮挡效应。主要工作包括两大部分,首先建立金属接骨板内固定及含有可降解PLLA材料新型接骨板内固定的兔子胫骨骨折模型,并利用此模型进行了组织学检测及体外的应力遮挡实验;其次,比较精确地建立了兔子胫骨接骨板内固定骨折的三维有限元模型。分析在50N外压力作用下,术后初期和有50%骨量生成时期,金属接骨板同含有可降解PLLA泡沫材料的新型接骨板系统对胫骨骨折区域,接骨板侧骨组织表面及接骨板对侧骨组织表面区域的应力遮挡情况。本文研究结果表明:
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 引言
1.2 骨折固定器的应用及其基本的生物力学原理
1.2.1 外固定
1.2.2 内固定
1.2.3 内固定的骨折断面的加压技术
1.3 接骨板内固定器的应用及其基本的生物力学原理
1.4 接骨板内固定中的生物材料问题
1.5 接骨板内固定器的生物力学分析方法总结
1.5.1 理论力学分析
1.5.2 有限元方法
1.5.3 生物力学实验方法
1.6 本文的工作及创新之处
2 动物接骨板内固定骨折模型的建立
2.1 实验过程与方法
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验方法
2.1.3 检测方法
2.2 实验与检测结果
2.2.1 大体观察结果
2.2.2 X 光检查结果
2.3 动物实验结果讨论
3 生物力学体外实验
3.1 材料选择与设计
3.1.1 接骨板材料的选择与设计
3.1.2 可降解材料的选择及设计
3.2 可降解材料PLLA 弹性模量及泊松比的测量
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验方法
3.3 轴向压力作用下的动物模型的体外应力遮挡率的测定
3.3.1 实验材料
3.3.2 实验方法
3.4 生物力学实验结果
3.5 实验结果讨论
4 内固定接骨板三维实体模型的建立
4.1 胫骨骨折模型的建立方法
4.2 内固定接骨板系统模型的建立
5 内固定接骨板三维有限元模型的建立
5.1 材料属性
5.2 边界条件处理
5.3 单元类型和网格设置
5.3.1 Solid92 单元
5.3.2 CONTA174 单元和TARGE170 单元
5.4 载荷的施加
5.5 数值计算的方法
5.6 网格划分结果
6 内固定接骨板三维有限元模型计算结果
6.1 正常的胫骨模型
6.2 接骨板固定在压力侧的各模型的应力分布结果
6.2.1 术后初期固定在压力侧接骨板内固定骨折模型
6.2.2 50%骨量固定在压力侧接骨板内固定骨折模型
6.2.3 术后初期固定在压力侧含可降解衬垫接骨板内固定骨折模型
6.2.4 50%骨量固定在压力侧含可降解衬垫接骨板内固定骨折模型
6.3 接骨板固定在张力侧的各模型的应力分布结果
6.3.1 术后初期固定在张力侧接骨板内固定骨折模型
6.3.2 50%骨量固定在张力侧接骨板内固定骨折模型
6.3.3 术后初期固定在张力侧含可降解衬垫接骨板内固定骨折模型.
6.3.4 50%骨量固定在张力侧含可降解衬垫接骨板内固定骨折模型
6.3.5 骨折界面采用接触
7 内固定接骨板三维有限元模型计算结果讨论
7.1 压力侧固定
7.1.1 骨折区域的应力遮挡分析
7.1.2 接骨板侧应力遮挡分析
7.1.3 接骨板对侧应力遮挡分析
7.2 张力侧固定
7.2.1 骨折区域的应力遮挡分析
7.2.2 接骨板侧应力遮挡分析
7.2.3 接骨板对侧应力遮挡分析
8 全文总结与展望
8.1 全文总结
8.2 展望
参考文献
附录
附录一 骨折界面的Sx 应力分布图（压力侧固定）
附录二 骨折界面的Sx 应力分布图（张力侧固定）
附录三 接骨板侧骨组织的Sx 应力分布情况（压力侧固定）
附录四 接骨板对侧骨组织的Sx 应力分布情况（压力侧固定）
附录五 接骨板侧骨组织的Sx 应力分布情况（张力侧固定）
附录六 接骨板对侧骨组织的Sx 应力分布情况（张力侧固定）
硕士期间发表的论文
致谢
发布时间: 2007-01-18
参考文献
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