人工关节失效类型及起因分析

以人工关节失效事件作为研究对象,经过对国内外公布资料及实际案例的调研分析,对关节假体失效的类型、发生率进行了归纳总结,按照失效发生时间:短期、中期、远期进行归类,对每类失效的特点以及机理进行讨论。

基于非对称孔结构的高性能血管支架设计

目的设计一种新型高性能血管支架,使其能够在保证足够径向刚度的前提下减小支架厚度及金属覆盖率,并具有较好的轴向柔顺性,以达到减少支架内再狭窄的目的。方法基于对称结构孔及非对称孔结构变形能力的研究,通过数值模拟方法对支架结构进行分析设计,并利用实验方法对加工后的支架进行径向刚度及弯曲刚度的测试。结果新的支架结构具有较高的径向刚度、较小的金属覆盖率和较好的轴向柔顺性,对减少支架内再狭窄的产生具有一定意义。结论基于非对称孔结构的支架设计方法是有效的,并且能够借此设计出高性能的血管支架结构。

肱骨外科颈接骨板断裂有限元建模和应力分析

建立锁定接骨板固定肱骨外科颈骨折有限元模型,观察并分析接骨板在受力形变后肱骨外科颈骨折处能否提供支撑力而导致的不同应力分布情况,为接骨板断裂失效分析提供学术依据和理论支持。初步判定该接骨板无法承受病人120°外展状态下肱骨外科颈不发生接触时的受力,应考虑更换接骨板类型或避免外展至120°以降低接骨板断裂的概率。

当代人工关节注册系统的失效数据研究与分析

本文以人工关节失效事件作为研究对象,汇总了国内外权威机构公布的人工关节临床失效统计资料,对关节假体失效的类型、发生率进行了归纳总结,提出按照失效发生时间即短期、中期、远期对失效原因进行归类。该文的数据对人工关节置换手术有总结提高的帮助,另外也对未来的关节设计提出了要求。

快速成型导向模板辅助下寰枢椎椎弓根螺钉置钉的偏差因素分析

目的验证在快速成型导向模板辅助下寰枢椎椎弓根螺钉置钉的准确性及偏差因素。方法选取正常颈椎标本16具，采用64排螺旋CT层厚1mm扫描后获得Dicom格式数据。获取数据经Mimics软件三维重建后进行寰枢椎椎弓根螺钉最佳安全钉道的计算机辅助设计，并建立与寰枢椎后表面解剖结构三维互补的基板，组合形成导向模板。在激光快速成型机上进行导板实体化，利用导向模板辅助置钉。在计算机软件中将置钉前后的标本配对拟合，重新定义三维空间坐标轴后，测量理想钉道和实际螺钉的进针点、角度和钉道方向。结果寰椎椎弓根螺钉左侧和右侧进针点在x、y、z轴上的偏移分别为（0．14±0．59）、（0．31±1．32）、（0．27±0．68）、（0．23±0．55）、（0．43±1．21）、（0．30±0．72）mm。枢椎椎弓根螺钉左侧和右侧进针点在m、n、p轴上的偏移平均值分别为（0．25±0．85）、（0．52±1．52）、（-0．27±0．67）、（0．44±0．87）、（0．38±1．48）、（-0．14±0．62）mm。寰枢椎椎弓根螺钉最佳安全钉道和实际钉道的进针点、钉道方向的偏差无统计学差异（P〉0．05）。结论寰枢椎椎弓根螺钉快速成型导向模板辅助置钉偏差原因主要为软硬件存在的固有因素和人为产生的因素所致。该导向模板技术具有操作简易和个体化设计等优点，能提高置钉精准性及减少螺钉偏差。

个性化3D打印“定点-定向”双导板辅助寰枢椎后路椎弓根螺钉置钉技术的安全性和准确性

目的评估个性化3D打印“定点-定向”双导板辅助寰枢椎椎弓根螺钉技术在临床应用中的安全性和准确性。方法选择2012年5月-2015年6月收治的寰枢椎不稳患者22例，其中男14例，女8例；年龄42—69岁，平均56．3岁。寰椎骨折8例，Ⅱ型齿状突骨折9例，陈旧性齿状突骨折5例。病程15—37个月，平均26个月。患者均存在不同程度的枕颈部疼痛，或伴有四肢感觉运动障碍。根据寰枢椎后方骨性结构表面数据设计个性化“定点-定向”双导板。采用个性化3D打印“定点-定向”双导板辅助下寰枢椎后路椎弓根螺钉内固定术。1例因寰椎后弓不完整骨性结构极度不稳定，仅行寰枢椎右侧椎弓根螺钉单边固定。术中应用磨钻根据定点导板将进钉点的骨皮质磨除，再应用低速电钻根据定向导板建立钉道，最后拧入合适长度螺钉。将术前规划钉道和术后螺钉配对拟合进行螺钉的准确性分析。通过观察螺钉在CT横断面和矢状面的位置来评估螺钉置入的安全性。结果共置入C1椎弓根螺钉43枚，C2椎弓根螺钉43枚。术前术后螺钉进钉点、角度偏差差异无统计学意义（P〉0．05）。所有患者术中、术后未出现神经血管损伤等严重并发症。螺钉位置：0级螺钉83枚，1级螺钉3枚，2级螺钉0枚，3级螺钉0枚。结论个性化3D打印“定点-定向”双导板辅助寰枢椎椎弓根螺钉置钉技术能有效提高临床手术置钉的准确性和安全性，减少神经血管损伤等严重手术并发症。

快速成型导向模板技术在枢椎椎板交叉螺钉置钉中的应用

目的验证在快速成型导向模板辅助下枢椎椎板交叉螺钉置钉的安全性、准确性及偏差因素分析。方法选取正常颈椎标本18具，行螺旋CT扫描。扫描数据经Mimics软件三维重建后行枢椎椎板交叉螺钉最佳钉道的计算机辅助设计，建立与枢椎椎板及棘突后表面解剖结构互补的基板，组合形成导向模板。在激光快速成型机上进行导向模板实体化，利用导向模板辅助置钉。扫描置钉后的标本，分割重建螺钉钉道路径。将置钉前后的标本配对拟合，测量理想钉道与实际螺钉的进钉点及进钉角度。结果上、下位椎板螺钉理想钉道长度分别为（29．12±1．39）、（29．62±1．40）mm；

数字化导向模板技术辅助置钉治疗寰枢椎不稳的临床应用

目的 观察数字化导向模板技术辅助置钉重建寰枢椎不稳的初步临床应用效果.方法 自2010年2月至2013年12月收治28例可复性寰枢椎不稳患者,采用64排螺旋CT层厚1 mm扫描后获得DICOM格式数据.获取数据经Mimics软件三维重建后进行寰枢椎后路螺钉置钉理想钉道的计算机辅助规划,并建立与个体化基板组合形成导向模板.在激光快速成型机上制作导向模板,高温消毒后,应用于临床手术辅助置钉.术后根据颈椎X线片和CT扫描评价螺钉的位置. 结果 应用数字化导向模板为28例患者置入螺钉,其中3例行寰椎椎弓根螺钉＋枢椎椎弓根螺钉联合椎板螺钉固定;25例行寰枢椎后路椎弓根螺钉固定,共置入C1椎弓根螺钉56枚,C2椎弓根螺钉53枚,C2椎板螺钉3枚,术后CT扫描显示所有螺钉均未穿破钉道骨皮质,未出现置钉相关并发症. 结论 数字化导向模板技术能够针对不同螺钉置钉组合方法灵活应用于临床治疗寰枢椎不稳,具有良好的精确性.但数字化导向模板技术在临床上受到人为因素影响的比重增加,有效控制人为因素能够极大地提高置钉精准性并减少神经血管并发症.

快速成型导向模板辅助下经后路寰枢椎经关节突关节螺钉置钉的偏差因素

目的验证在快速成型导向模板（rapid prototyping drill template，RPDT）辅助下经后路寰枢椎经关节突关节螺钉置钉的安全性、准确性及偏差因素分析。方法选取正常颈椎标本12具，采用64排螺旋CT（层厚lmill）扫描后获得Dicom格式数据。获取数据经Mimics软件三维重建后进行寰枢椎经关节突关节螺钉最佳安全钉道的计算机辅助设计，并建立与枢椎后表面解剖结构三维互补的基板，组合形成导向模板。在激光快速成型机上进行导板实体化，利用RPDT辅助置钉。扫描置钉后的标本，分割重建出螺钉钉道路径。在计算机软件中将置钉前后的标本配对拟合，重新定义三维空间坐标轴后，测量理想钉道和实际螺钉的进针点、角度和钉道方向。结果置入寰枢椎经关节突关节螺钉24枚，均未穿破骨皮质。寰枢椎经关节突关节螺钉左右侧最佳安全钉道深度分别为（37．34±2．31）mm、（37．11±2．21）mm。寰枢椎经关节突关节螺钉左右侧最佳安全钉道内倾角均为0°。寰枢椎经关节突关节螺钉左右侧实际钉道内倾角分别为（0．15±0．58）°、（0．11±0．46）°。寰枢椎经关节突关节螺钉左右侧最佳安全钉道尾仰角分别为（49．35±1．62）°、（48．83±1．83）°。寰枢椎经关节突关节螺钉左右侧实际钉道平均尾仰角分别为（49．29±1．68）°、（49．10±1．45）°。寰枢椎经关节突关节螺钉左侧进针点在x、Y、z轴上的偏移值分别为（0．21±0．65）mm、（0．69±1．48）mm、（0．39±0．11）mm。寰枢椎经关节突关节螺钉右侧进针点在x、y、z轴上的偏移值分别为（0．19±0．66）mm、（0．53±1．45）mm、（0．38±0．13）Film。寰枢椎经关节突关节螺钉最佳安全钉道和实际钉道的进针点、钉道方向的偏差差异无统计学意义（P〉0．05）。结论寰枢椎经关节突关节螺钉RPDT辅助置钉偏差原因主要为硬件和软件存在的固有因素和操作过程中人为产生的因素。RPDT技术具有操作简易和个体化设计等优点，能极大地提高置钉精准性及减少螺钉偏差，有较广泛的适用人群。

3D打印在脊柱手术中的应用

3D打印出现在20世纪80年代，是快速成型技术的一种。它是以数字模型文件为基础，根据不同的成型原理，包括熔融沉积（fused deposition modeling，FDM）、立体平版印刷（stereolithography appearance，SEA）、选择性激光结烧（selective laser sintering，SLS）和光固化（digital light processing，DLP），以丝状塑料、光敏树脂、粉末状金属或塑料等材料，采用分层加工、叠加成型的方式逐层增加材料生成3D实体的技术。