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定位型髋臼锉与普通型髋臼锉在变形髋臼髋臼重建中的效果比较

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广东医学 2015年第23期36卷 3686-3690页

作者：卢士学黄彰王双利阮永龙刘飞安徽医科大学第三附属医院安徽省合肥市滨湖医院关节外科 230061

目的比较定位型髋臼锉与普通型髋臼锉在变形髋臼髋臼重建手术中的短期临床效果。方法将52例(63髋)髋臼变形患者分为A组27例(33髋)和B组25例(30髋),分别应用自行设计的定位型髋臼锉与普通型髋臼锉行全髋关节置换术。比较两组锉臼时间、... 详细信息

目的比较定位型髋臼锉与普通型髋臼锉在变形髋臼髋臼重建手术中的短期临床效果。方法将52例(63髋)髋臼变形患者分为A组27例(33髋)和B组25例(30髋),分别应用自行设计的定位型髋臼锉与普通型髋臼锉行全髋关节置换术。比较两组锉臼时间、术中出血量、切口长度。术后随访1年,复查X线片(假体位置),观察不良反应发生情况,采用Harris评分评估髋关节功能恢复情况。结果与B组比较,A组锉臼时间明显缩短(P髋臼锉在变形髋臼髋臼重建手术中能减少术中出血、锉臼时间、切口长度,使用方便,旋转中心定位准确,锉臼快速,可更好地改善患髋关节功能要求。

关键词：髋臼锉关节畸形髋关节置换

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髋关节置换术中的髋臼锉优化设计

髋关节置换术中的髋臼锉优化设计

作者：江文涛广东工业大学

学位级别：硕士

髋关节是连接下肢和躯干动力链中重要的一环,结构必须完整,它承受的负荷不但包括静止时的体重,还包括行走、爬山、跑步和跳跃等运动时的负荷,因此髋关节在人体日常生活的正常活动中起着非常重要的作用。髋关节一旦发生病变就会使得髋关... 详细信息

髋关节是连接下肢和躯干动力链中重要的一环,结构必须完整,它承受的负荷不但包括静止时的体重,还包括行走、爬山、跑步和跳跃等运动时的负荷,因此髋关节在人体日常生活的正常活动中起着非常重要的作用。髋关节一旦发生病变就会使得髋关节软骨及软下骨的应力分布发生变化,而引起髋关节疼痛,甚至出现功能受限、丧失。随着我国人口老龄化趋势的加速,髋关节疾病发病率也急速上升。人工髋关节置换术由于具有创伤小、出血少、术后疼痛轻、恢复快、减少老年人病人长期卧床的并发症等优点,已经逐渐成为治疗髋部疾病的标准手术。人工髋关节置换手术过程时间长流程复杂,其中利用髋臼锉切削髋臼窝软骨及软骨下骨重建髋臼窝以达到和髋臼假体形状及尺寸相匹配关系到手术成败,然而这一关键手术步骤并未得到国内研究人员太多的关注,现有髋臼锉设计原理与机构缺乏文献报道,因而有必要研究髋臼锉切除对象——髋臼软骨及软骨下骨的力学性能和切削特征,并对现有髋臼锉的切削过程和髋臼锉设计进行研究,提出优化设计方案,为临床的手术提供理论基础和医疗器械选择提供依据,为医疗器械公司提供设计依据。(1)本文采用扫描电子显微镜进行了牛髋臼软骨和软骨下骨结构观察,发现髋臼软骨表层纤维和中下层纤维的生长方向不同,髋臼软骨表层纤维(厚度约为0.2mm)是横向生长的,而髋臼软骨中下层纤维(厚度约为1.4mm)则是竖向生长的,发现髋臼软骨和软骨下骨之间的分界线并不平整,在分界区域(厚度约为0.2mm)软骨和软骨下骨相互交错,并且观察到了软骨下骨骨单元清晰的组成结构。髋臼软骨的这些特征与膝关节软骨类似。通过对牛髋臼软骨和软骨下骨进行力学性能实验,得到牛髋臼软骨在拉伸速率为2mm/min、5mm/min、10mm/min时,其抗拉模量和极限应力的平均值分别为5.22±0.96MPa和2.00±0.54Mpa、4.87MPa±0.19MPa和1.18±0.27MPa、2.67±0.21MPa和0.73±0.22MPa;牛髋臼软骨下骨在拉伸速率为2mm/min、5mm/min、10mm/min时,其抗拉模量和极限应力分别为418.16MPa和31.01Mpa、467.65MPa和38.80MPa、583.89MPa和46.47MPa。还对牛髋臼窝不同区域的软骨下骨进行了硬度测试,发现牛髋臼窝软骨下骨硬度最高区域的硬度平均值为72.0HV,硬度最低区域的硬度平均值为59.6HV。(2)通过对现在手术常用多孔髋臼锉的设计进行分析,确认多孔髋臼锉表面切削齿是沿球面螺旋线等螺旋线距离分布的,并给出了相应的方程,利用三维建模软件建立了直径为50mm多孔髋臼锉的三维模型。通过高速摄影仪对多孔髋臼锉切削牛髋臼窝实验中多孔髋臼锉切削齿对髋臼软骨的切削过程进行分析,其切削过程可分成4个阶段,分别为表面接触、挤压排出水分、切入软骨膜、切割软骨细胞间质,最后形成卷曲的条状连续切屑,随后根据切削方向与骨单元伸长方向之间的关系,对交错方向、平行方向和垂直方向等三种切削方式进行了介绍。然后,通过多孔髋臼锉切削木块实验,对不同直径(42mm到60mm)髋臼锉在不同转速(400r/min、600r/min、800r/min、1000r/min)、不同进给速度(12mm/min、24mm/min、36mm/min)下的切削力和切削力矩进行了分析,发现转速越高,切削力和切削力矩越小;进给速度越高,切削力和切削力矩越大;髋臼锉直径越大,切削力和切削力矩越大。为实际手术推荐合理转速600r/min和进给速度12mm/min,并建议在多孔髋臼锉切削完成后,利用相同直径的斜刃髋臼锉进行切削表面修整。(3)通过单切削齿正交切削实验建立了多孔髋臼锉切削力模型,还对现有多孔髋臼锉切削齿分布和齿形进行了优化设计,并利用金属3D打印技术打印优化设计后的髋臼锉模型,利用优化设计的髋臼锉进行了切削蜡模实验,结果表明切削齿分布优化后的髋臼锉切削力矩平缓增加,切削齿形优化后的髋臼锉切削表面平整光滑。(4)利用Abaqus仿真软件对多孔髋臼锉切削齿切削软骨下骨进行仿真,建立了切削齿切削软骨下骨仿真模型,通过改变切削齿圆弧形拱口倾角,建立不同结构参数的切削齿模型进行切削仿真,探索了优化的切削齿结构参数,仿真结果表明当切削齿圆弧拱口倾角为30度时,切削效果较好。

关键词：髋关节人工髋关节置换髋臼软骨软骨下骨髋臼锉切削齿切削仿真

定位型髋臼锉与普通型髋臼锉在变形髋臼髋臼重建中的临床对比研究

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定位型髋臼锉与普通型髋臼锉在变形髋臼髋臼重建中的临床对比研究

作者：卢士学安徽医科大学

学位级别：硕士

目的通过比较分析定位型髋臼锉与普通型髋臼锉两种手术器械在变形髋臼髋臼重建手术中的临床效果。探讨定位型髋臼锉为变形髋臼晚期行全髋关节置换术提供可靠器械的理论依据,并在临床上得以推广。方法采用回顾性分析方法;收集于2009年1月... 详细信息

目的通过比较分析定位型髋臼锉与普通型髋臼锉两种手术器械在变形髋臼髋臼重建手术中的临床效果。探讨定位型髋臼锉为变形髋臼晚期行全髋关节置换术提供可靠器械的理论依据,并在临床上得以推广。方法采用回顾性分析方法;收集于2009年1月至2014年6月本科收治变形髋臼52例(63髋)患者分别应用自行设计的定位型髋臼锉行全髋关节置换术THA(Total Hip Arthroplasty)与普通型髋臼锉行THA。分两组,A组(2011年1月以后)27例(33髋),B组(2011年1月以前的病例)25例(30髋);比较术中出血量、锉臼时间、切口长度;总结术后1年随访结果(术后3月、6月、1年);随访内容包括:主诉,体格检查,X线摄片(假体位置),髋关节功能评分,并指导功能康复等内容。所有统计测定值,定量资料以均数±标准差(±S)表示。定性资料以个数(n)表示。定量资料使用t检验(组间两独立样本t检验,组内重复测量设计的方差分析),定性资料用X2检验(配对设计四格表资料X2检验,成组设计行乘列表资料的X2检验);对两组资料测得值进行统计分析。P锉臼时间,切口长度,髋关节功能情况;统计分析,评定结果。定位型髋臼锉组术中出血量(235.1±115.32)ml,锉臼时间(8.5±3.44)min,切口长度(11.3±1.31)cm;普通型髋臼锉组术中出血量(352.6±153)ml,锉臼时间(20.0±3.61)min,切口长度(13.6±2.18)cm。定位型髋臼锉组与普通型髋臼锉组在术中出血量、锉臼时间、切口长度方面差异有统计学意义(P髋臼锉组(42.19±5.713)分,普通型髋臼锉组(40.78±5.673)分。经统计学分析,无统计学差异(P>0.05)即具有可比性。后经过两种不同手术器械手术,术后随访3月、6月、1年,在各时间节点行髋关节Harris评分,定位型髋臼锉组术后3月(73.2±4.21)分、术后6月(83.5±3.21)分、术后1年(96.3±4.12)分;普通型髋臼锉组术后3月(62.3±2.13)分、术后6月(80.2±3.14)分、术后1年(89.8±1.87)分;两组术前、术后比较和两组间同时间节点上术后髋关节功能评分,经统计学分析,差异有统计学意义(P髋臼锉在变形髋臼全髋关节置换术中能减少术中出血量、锉臼时间、切口长度;使用方便;旋转中心定位准确,锉臼快速,可明显改善患髋关节功能要求。定位型髋臼锉是变形髋臼晚期行全髋置换术可靠的器械,值得在临床上推广。

关键词：髋臼锉髋关节畸形髋关节置换

DLC涂层在骨科医疗器械髋臼锉上的应用研究

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DLC涂层在骨科医疗器械髋臼锉上的应用研究

作者：王勤福哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

髋臼锉作为髋关节置换手术中的关键器械,用来磨削骨质重建髋臼窝的功能保证假体的准确植入。在手术中刃齿容易磨损,导致手术时间延长以及植入物假体后过早松动的问题,通过锉体刃齿结构的优化,问题依旧存在,因此,结合类金刚石(Diamond-li... 详细信息

髋臼锉作为髋关节置换手术中的关键器械,用来磨削骨质重建髋臼窝的功能保证假体的准确植入。在手术中刃齿容易磨损,导致手术时间延长以及植入物假体后过早松动的问题,通过锉体刃齿结构的优化,问题依旧存在,因此,结合类金刚石(Diamond-like Carbon,缩写DLC)涂层材料在工业切削刀具上应用的经验,对髋臼锉采用DLC膜层涂覆表面的应用可行性进行相关的探究很有意义。本文研究了采用涂覆DLC涂层的手段提高了髋臼锉的耐用性及其在医疗其器械上的耐腐蚀性能。主要工作如下:(1)根据现有镀膜设备具有的沉积膜层的功能,通过对不同沉积方式的DLC涂层性能进行分析,特别是磁控溅射以及等离子增强气相沉积方法及特点进行了探究,确定了研究实验中采用过渡层的实验方法。(2)利用Abaqus有限元分析软件,采用3D仿真的手法对涂层后的髋臼锉进行了切削仿真,分析了髋臼锉切削刃齿的温度和应力分布变化情况。仿真结果显示,带有涂层的切削刃齿能降低切削温度以及切削应力。(3)采用磁控溅射沉积法与等离子体增强化学气相沉积法相结合的方法,通过设计梯度过渡层的DLC薄膜,对薄膜的各项性能进行了检测,并对涂覆了DLC涂层的髋臼锉产品进行了耐腐蚀性、锋利度和耐久性测试与分析,结果显示多层过渡层的DLC涂层对髋臼锉综合性能具有显著的改善。结果表明,通过Cr、CrN、a-C为多元梯度过渡层的膜层结构,采用磁控溅射、等离子增强气相沉积的相结合的方式制备,在髋臼锉表面涂覆的Cr/CrN/a-C/a-C:H薄膜,表现出优良的综合性能。通过对仿皮质骨以及新鲜牛胫骨进行模拟手术切削测试,使用寿命较不涂层髋臼锉提高了2-4倍的使用寿命。

关键词：髋臼锉 DLC涂层多元梯度过渡层使用寿命

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一种新型清洗刷在髋臼锉清洗中的应用

护士进修杂志 2016年第22期31卷 2110-2111页

作者：石敏江苏省人民医院消毒供应中心江苏南京210029

人工髋关节置换是近年来骨科开展较多的一类手术。是用生物相容性和机械性能良好的金属材料制成的一种类似人体骨关节的假体,利用手术方法将人工关节置换被疾病或损伤所破坏的关节面,其目的是切除病灶、清除疼痛、恢复关节的活动与原有... 详细信息

人工髋关节置换是近年来骨科开展较多的一类手术。是用生物相容性和机械性能良好的金属材料制成的一种类似人体骨关节的假体,利用手术方法将人工关节置换被疾病或损伤所破坏的关节面,其目的是切除病灶、清除疼痛、恢复关节的活动与原有的功能[1]。髋关节手术工具由于结构较为特殊,特别是髋臼锉,为半球状且具有网孔和切削刃,难以清洁,是长期困扰消毒供应中心清洗合格的难题。

关键词：清洗刷髋臼锉清洗护理

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定位型髋臼锉治疗晚期畸形髋臼

临床骨科杂志 2017年第1期20卷 121-121页

作者：卢士学黄彰皖西卫生职业学院附属医院骨一科安徽六安237000 合肥市第一人民医院关节外科安徽合肥230061

2014年6月-2016年5月,笔者在23例畸形髋臼患者全髋关节置换术中应用定位型髋臼锉（专利号：2011203461800）,取得了较好的效果,报道如下。

关键词：髋臼锉定位针畸形髋臼全髋关节置换术

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全髋关节置换术髋臼铣削表面质量研究

机械工程学报 2021年第11期57卷 93-101页

作者：隋建波郭凯杰罗嘉琪陈志桦刘志华王成勇陈滨广东工业大学机电工程学院广州510006 广东工业大学广东省微创手术器械设计与精密制造重点实验室广州510006 南方医科大学南方医院广州510515

全髋关节置换术中髋臼铣削表面质量是影响髋臼假体初期稳定性和骨组织长入的重要因素,髋臼铣削表面质量差是造成髋臼假体早期固定失效的重要原因。定义了两个参数-未切除断面最大高度hl和未切除断面面积A-来评价髋臼铣削的表面质量,并... 详细信息

全髋关节置换术中髋臼铣削表面质量是影响髋臼假体初期稳定性和骨组织长入的重要因素,髋臼铣削表面质量差是造成髋臼假体早期固定失效的重要原因。定义了两个参数-未切除断面最大高度hl和未切除断面面积A-来评价髋臼铣削的表面质量,并以这两个参数为目标建立了髋臼铣削表面质量的关系模型,然后基于此关系模型分析了髋臼锉各结构参数对表面质量的影响规律,并据此设计新结构参数的髋臼锉,最后利用3D打印技术制备了新结构髋臼锉,并进行了试验验证。结果表明,由髋臼铣削表面质量关系模型获得的预测值与试验结果比较符合,未切除断面最大高度预测误差小于4.4%,未切除断面面积预测误差小于6.2%;髋臼锉上切削齿的数量、齿形和排布方式对表面质量具有重大影响;新结构髋臼锉可有效提高髋臼铣削的表面质量,改善髋臼假体的初期稳定性和骨组织长入,避免髋臼假体的早期固定失效,提高手术质量。

关键词：髋臼锉髋臼铣削表面质量关系模型齿形排布方式

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髋关节置换术中关键手术刀具的研究

工具技术 2017年第3期51卷 8-14页

作者：陈志桦王成勇汤娜张月江文涛许琳琳陈滨广东工业大学国家医疗保健器具工程技术研究中心-骨科手术器具及牙科设备制造联合工程实验室广州市天鹰精密工具有限公司南方医科大学

髋关节置换术是治疗中晚期髋关节疾病的标准手术之一,手术过程复杂且耗时久,不仅要求临床医生有丰富手术经验,对种类繁多且结构精巧的复杂手术工具的依赖程度也高,手术工具结构设计的合理性、制造精度和切削性能是影响手术成败的重要因... 详细信息

髋关节置换术是治疗中晚期髋关节疾病的标准手术之一,手术过程复杂且耗时久,不仅要求临床医生有丰富手术经验,对种类繁多且结构精巧的复杂手术工具的依赖程度也高,手术工具结构设计的合理性、制造精度和切削性能是影响手术成败的重要因素之一。本文介绍了髋臼锉、髓腔锉和髓腔铰刀等髋关节置换术中的关键手术刀具,分析了这些刀具的结构、切除方式和切除特点,提出了优良髋关节置换术刀具应该具备的设计原则,指出了这些刀具设计、制造中存在的关键技术问题和研究方向。

关键词：髋关节置换术医疗器械髋臼锉髓腔锉髓腔铰刀