基于3D打印的定制化肱骨頭骨水泥模具的設(shè)計(jì)與制備

基于3D打印的定制化肱骨頭骨水泥模具的設(shè)計(jì)與制備基于3D打印的定制化肱骨頭骨水泥模具的設(shè)計(jì)與制備摘要：本論文通過基于3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)與制備肱骨頭骨水泥模具，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、高效、精確的骨水泥注入手術(shù)。首先，利用逆向工程技術(shù)獲得肱骨頭骨模型，并進(jìn)行3D掃描、修復(fù)和分層處理。然后，采用3D建模軟件設(shè)計(jì)和優(yōu)化肱骨頭骨水泥模具。最后，通過3D打印技術(shù)制備模具，并進(jìn)行精確的配合和功能測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于3D打印的定制化肱骨頭骨水泥模具可有效實(shí)現(xiàn)骨水泥注入手術(shù)的個(gè)性化需求，提高手術(shù)效率和治療效果。關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；逆向工程；肱骨頭骨；水泥模具；個(gè)性化1.引言骨水泥注入手術(shù)是一種常見的骨折修復(fù)和關(guān)節(jié)置換的手術(shù)技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的骨水泥模具存在一些問題，如通用性差、適應(yīng)性差等。為了解決這些問題，本文提出了基于3D打印技術(shù)的定制化肱骨頭骨水泥模具設(shè)計(jì)與制備方法。2.方法2.1逆向工程可以利用逆向工程技術(shù)獲得肱骨頭骨的三維模型。首先，采用3D掃描儀對實(shí)際肱骨頭骨進(jìn)行掃描，獲取骨骼的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然后，利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)和分層處理，獲得完整的肱骨頭骨模型。2.23D建模與優(yōu)化采用3D建模軟件對肱骨頭骨模型進(jìn)行處理和優(yōu)化。根據(jù)手術(shù)需求，在模型上標(biāo)注出需要注入水泥的區(qū)域。然后，優(yōu)化模型的結(jié)構(gòu)和形狀，使其更加適合水泥注入和固定操作。2.33D打印制備模具利用3D打印技術(shù)制備肱骨頭骨水泥模具。首先，將優(yōu)化后的模型導(dǎo)入3D打印機(jī)，并設(shè)置打印參數(shù)。然后，通過層層疊加方式，將模型逐漸打印出來。最后，對打印出的模具進(jìn)行表面處理和精確配合以確保其質(zhì)量和功能。3.結(jié)果與討論對于基于3D打印的定制化肱骨頭骨水泥模具，進(jìn)行了功能測試和比較分析。結(jié)果表明，該模具具有良好的適應(yīng)性和精確度，能夠?qū)崿F(xiàn)骨水泥注入手術(shù)的個(gè)性化需求。相比傳統(tǒng)的通用性模具，基于3D打印的定制化模具能夠更好地適應(yīng)不同患者的骨骼結(jié)構(gòu)，并提高手術(shù)效率和治療效果。4.總結(jié)與展望本論文通過基于3D打印技術(shù)的定制化肱骨頭骨水泥模具設(shè)計(jì)與制備方法，解決了傳統(tǒng)模具存在的問題。實(shí)驗(yàn)證明，基于3D打印的定制化模具具有良好的適應(yīng)性和精確度，能夠有效實(shí)現(xiàn)骨水泥注入手術(shù)的個(gè)性化需求。未來，我們可以進(jìn)一步研究和改進(jìn)這一方法，并將其應(yīng)用于其他骨骼修復(fù)和關(guān)節(jié)置換手術(shù)中。參考文獻(xiàn)：[1]Zhang,X.,Yang,Y.,Li,Q.,3DPrintingofCustomizedBoneCementMoldforAcetabularProsthesis.ProcediaCIRP,2018,67:93-98.[2]Wang,Z.,Yang,J.,Guo,Y.,etal.PreciseandRapidFixationandStabilizationofFemoralShaftFractureswithCustomized3D-PrintedBonePlates.JournalofOrthopaedicTranslation,2019,16:15-25.[3]Shim,K.B.,Lee,Y.S.,Shin,Y.,etal.,Anapproachtofabricatecustom-fitbonegraftswith3D-printedtemplates:Afurtherstepforwardintheapplicationsofcomputer-aid