自就位个性化钛网连接体的优化设计

作     者：张佳园 魏凌飞 冀敏 林海燕 吴轶群 于德栋 ZHANG Jiayuan;WEI Lingfei;JI Min;LIN Haiyan;WU Yiqun;YU Dedong

作者机构：上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔第二门诊部、上海交通大学口腔医学院、国家口腔医学中心、国家口腔疾病临床医学研究中心、上海市口腔医学重点实验室、上海市口腔医学研究所上海200011 杭州医学院存济口腔医学院、杭州医学院附属口腔医院杭州310012 滨州医学院附属烟台口腔医院口腔种植科山东滨州264003 青岛理工大学机械与汽车工程学院摩擦学与表面工程实验室山东青岛266400 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2023年第38卷第5期

页      面：874-881页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52175422,32101094) 上海市卫生健康委员会卫生行业临床研究专项(202240194) 上海交通大学医学院附属第九人民医院“交叉”研究基金项目(JYJC202114) 

主　　题：个性化钛网 连接体 自就位 优化设计 

摘      要：目的对3D打印自就位钛网主体与两端定位翼的连接处进行优化,包括定位翼厚度、宽度以及连接处构型。分析优化改进前后仿真模型的结构性能,最终获得最优设计的新型自就位钛网。方法基于SolidWorks软件,构建自就位钛网仿真模型,优化、改进尺寸参数。采用仿真软件ANSYS Workbench对连接处厚度和宽度进行多目标优化设计。并在连接处设计间断连接构型,获得优化后的自就位钛网。结果当对新型自就位钛网嵴顶外表面施加40 N载荷,连接处最大应变未超过钛网的断裂应变,且应力与变形皆在可接受范围内。当对一侧定位翼的游离端施加10 N的45°弯折力时,连接处最大应变超过了钛网的断裂应变,且裂纹集中于连接线处。虚拟模型的仿真结果与力学性能验证试验的结果基本一致。结论通过优化自就位个性化钛网连接体的尺寸以及构型,实现手术中摆放、按压个性化钛网时,连接体不发生折断和较大位移。术后对定位翼游离端简单弯折,即可实现连接体沿连接线整齐断裂分离,并且断面光滑平整。本研究对自就位个性化钛网连接处尺寸及构型进行的优化取得了较为理想的临床效果。