19、新型医疗与模具制造技术：功能支架与注塑喷嘴衬套的创新应用

新型医疗与模具制造技术：功能支架与注塑喷嘴衬套的创新应用

一、新型功能支架治疗大骨缺损

1.1 传统治疗方法的局限性

在治疗非肿瘤性病症，如严重骨丢失和骨质量差的急性创伤、假体周围失败、无菌性和感染性创伤后失败等情况时，传统方法存在诸多问题。巨型假体的使用需要复杂的手术，仅适用于极端和特定的病例；骨缩短（急性和渐进性）虽能使骨愈合立即开始并有助于软组织覆盖，但缩短程度受多种因素影响；外固定（如伊利扎罗夫系统）是治疗骨不连的通用方法，但应用时间长，还可能出现针道感染，且使用时沉重又痛苦。

1.2 新型功能支架的特点与设计

为解决上述问题，提出了一种基于主动轻质功能支架的替代方法。该支架具有以下特点：
- 可定制化（大规模个性化）：根据患者个体定制，最大化功能。
- 减轻重量和成本：使用轻质材料、减少零件数量，并采用增材制造。
- 提高舒适度：轻质设计，结合具有适当吸湿性能、低摩擦和良好机械性能的生物相容性材料。
- 降低感染风险：减少电线数量。
- 多孔结构：减轻重量，便于伤口治疗、监测、空气流通和卫生处理。
- 主动功能：因骨骼是压电组织，装置在伤口顶部和底部设有两个电极，用于电刺激治疗，加速骨再生。

1.3 支架的设计与开发流程

支架的设计与开发流程如下：
1. 腿部测量 ：使用解剖数据进行腿部测量。
2. 零件设计 ：进行参数化设计，根据腿部测量定义关键几何参数。
3. 模型修改 ：使用拓扑优化创建轻量化