基于SolidWorks软件及3D打印技术的四种骨科手术器械研发及临床应用

摘要

目的:　　1.利用计算机辅助设计(Computer aided design,CAD)软件（Solidworks软件)对四种骨科手术器械进行设计、实体建模，3D快速打印出实物。　　2.研制一款新型防堵塞吸引器头解决骨科手术中吸引器堵塞问题。研制股骨头髓芯钻孔减压联合BMSCs移植术专用移植器解决该手术中干细胞移植费时、费力问题。研制股骨近端手术专用普通牵开器、专用自动牵开器解决该类手术中切口显露困难问题。通过临床试验证实其可行性、有效性、实用性，为产品的进一步改进、大样本试验和临床应用提供理论依据。　　3.以该研发过程为例探讨出一种以一线临床医生为主导的手术器械研发模式。　　方法：　　1.将临床实践基础上的创意，利用Solidworks软件和3D打印技术对四种骨科手术器械实体建模、3D快速打印。　　2.研究现有吸引器头在骨科手术中的堵塞机制，借助Solidworks软件对吸引器头进行设计和改良，3D打印机快速打印出新型吸引器头。先后在模拟液和全髋关节置换术中比较新型吸引器头（实验组）和传统吸引器头（对照组）的堵塞次数、更换吸引器头或软管次数、更换吸引器头或软管时间、手术时间和术中出血量、满意度评分。　　3.研究股骨头髓芯钻孔减压联合BMSCs移植手术方式、步骤、钻孔方向特点，利用Solidworks软件实体建模、制造出股骨头髓芯钻孔减压联合BMSCs移植术术专用移植器，在临床测试其效果；研发出股骨近端手术专用普通牵开器、专用自动牵开器，初步对其使用效果进行临床测试。　　结果：　　1.研制出了具有自主知识产权的新型防堵塞外科吸引器头、专用移植器、专用普通牵开器、专用自动牵开器。　　2.新型吸引器头在模拟液试验结果显示，新型和传统吸引器头完全性堵塞次数分别为0次和4.30±1.95次，吸引完毕时间分别为114.88±51.30s和276.25±70.92s，满意度评分分别为9.03±0.80分和6.82±1.10分。临床试验结果显示，新型和传统吸引器头完全性堵塞次数分别为0次和3.72±1.89次，手术时间分别为66.00±7.40min和70.63±7.70min，术中出血量分别为190.62±26.51ml和203.76±19.19ml，满意度评分分别为9.25±0.54分和6.60±1.35分。两组间各项指标比较有统计学意义（p＜0.05）。　　3.干细胞专用移植器临床测试结果显示手术步骤、程序得到明显优化，干细胞移植更加充分、更加完整，使用专用移植器进行该手术较对照组的手术时间明显缩短、术中出血量减少、手术医生满意度评分明显提高，差异有统计学意义(p＜0.05)。　　4.股骨近端专用牵开器在临床测试结果显示手术时间减少、出血量减少、切口长度缩短、满意度评分明显提高，差异有统计学意义(p＜0.05)。　　结论：　　1.基于SolidWorks软件及3D打印技术的骨科手术器械研发模式与传统研发模式相比具有明显的优势。该技术在确保手术器械精度、准确性和精细化的同时，大大缩短了新产品研发周期、节省了研发成本，使得外科医生从创意到实物迅速实现成为可能。这也将会是一条高效的手术器械自主设计和研发的途径，该研发模式值得推广。　　2.基于SolidWorks软件及3D打印技术研发的防堵塞吸引器头、专用移植器、专用普通牵开器、专用自动牵开器均较完美的解决了各自相关领域问题。　　3.作为一线的临床工作者，临床医生对临床需求体验最深，对临床器械的不足、缺陷感受最直接。临床医生进行的医疗器械研发模式更合理、所创造发明的器械更符合临床应用。

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英文缩略词表

第一部分基于SolidWorks软件及3D打印技术的新型外科吸引器头研制和骨科中应用

0 引 言Introduction

1 资料与方法Materials and methods

2 结 果Results

3 讨 论Discussion

4 结 论Conclusions

第二部分基于SolidWorks软件及3D打印技术股骨头减压联合BMSCs移植术专用移植器的研制及临床应用

0 引 言Introduction

1 材料和方法Materials and methods

2 结 果Results

3 讨论Discussion

4 结论Conclusions

第三部分基于SolidWorks软件及3D打印技术股骨近端牵两种开器的研制及初步临床应用

0 引 言Introduction

1 资料与方法

2 结 果Results

3 讨 论Discussion

4 结论Conclusions

参考文献

综述：3D打印技术的发展与在骨科中的应用

作者简历

致谢

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