骨伤病研究所

【摘要】桡骨远端骨折是临床上最常见的骨折类型，常采用手术治疗与中医手法复位后使用传统小夹板固定治疗，然而，传统小夹板无法适应当前个性化、精准化医疗的需求。本文基于3D打印技术，通过对患者骨折部位的三维扫描数据，建立贴附患者骨折部位表面的夹板模型。然后，利用泰森多边形结构结合Grasshopper对夹板进行参数化镂空，最终生成三维镂空结构的个性化桡骨远端固定夹板模型，通过激光烧结3D打印机将模型打印成型。本文将三维镂空夹板模型分别在100N与150N下进行静力学分析，施加力为100N时，夹板的最大变形为0.52mm，最大等效应变为0.02mm/mm，所承受的最大等效应力为19.415MPa；施加力为150N时，最大变形为0.78mm，最大等效应变为0.03mm/mm，所承受的最大等效应力为29.122MPa。将最终确定的3D打印夹板与传统小夹板进行弯曲强度与重量测试，测试结果显示，在150N的压力下，径向偏移量3D打印夹板比传统小夹板小1.7mm，应力小0.01MPa。一套3D打印夹板重89g，一套传统夹板重102g。相比之下，一套3D打印夹板比传统小夹板轻13g。

【关键词】3D打印；桡骨远端骨折；三维镂空；夹板；力学分析

结论：

通过分析桡骨远端固定传统夹板以及现有的3D打印夹具的不足之处，本文设计了一套个性化三维镂空结构夹板，此夹板在传统夹板的基础上，对桡骨远端骨折的患者具有更好的治疗效果。具体有以下三点：

（1）提取患者骨折部位曲面时，创建投影曲面成像方法，并对曲线等比例添加细分网格线，增加曲线的投影数量，提高曲线嵌合成曲面的拟合程度，进而提高夹板表面与患者皮肤的贴附程度。

（2）三维镂空结构夹板与传统夹板相比较，一套三维镂空结构夹板比传统小夹板轻13g。同时，创建了一种利用泰森多边形结构对实体夹板进行参数化镂空的设计方法，便于调整夹板的强度、重量。

（3）3D打印夹板与传统小夹板在150N的压力下，径向偏移量3D打印夹板比传统小夹板小1.7mm，应力小0.01MPa。因此，3D打印夹板综合性能优于传统小夹板

注：以上内容节选自期刊《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》贾刚刚发表文章，完整内容请自行前往期刊网站查阅。