由創(chuàng )(chuàng)傷，感染和手術(shù)切除腫瘤引起的下頜節(jié)段性缺陷，不僅關(guān)系到面部輪廓和形狀的維持，而且嚴重影響患者口腔的咀嚼、言語(yǔ)和吞咽功能。下頜骨缺損的重建已成為口腔頜面部外科手術(shù)中一直關(guān)注的臨床問(wèn)題。下頜骨缺損的修復不僅需要恢復其生理功能，而且還應考慮其解剖形狀和美學(xué)效果。

對于修復下頜缺損的植入物設計，傳統(tǒng)的面向形狀的仿生設計已逐漸轉變?yōu)楣δ芊律O計?？紤]到個(gè)體差異和疾病復雜性，提倡定制設計以促進(jìn)功能和美學(xué)的恢復。此外，隨著(zhù)增材制造技術(shù)的進(jìn)步，3D打印為定制植入物的制造提供了技術(shù)支持，并引起了生物醫(yī)學(xué)應用的極大興趣。

這項研究的目的是開(kāi)發(fā)(fā)一種用于3D打印PEEK植入物和腓骨自體移植的新型功能設計方法，用于嚴重的下頜骨缺損。

圖1患者下頜骨缺損修復流程

圖2下頜骨缺損修復植入物的設計工作流程

一名39歲的男性CT掃描顯示右下頜骨有一個(gè)71mm×31mm×22mm的腫瘤，使用Mimics軟件從CT數(shù)據(jù)構建下頜骨和腫瘤的3D模型，并對腫瘤和相應的下頜節(jié)進(jìn)行模擬切除。在滿(mǎn)足安全性、功能性和形狀一致性三個(gè)設計標準的情況下，使用腓骨自體植骨與3D打印PEEK植入物的結合的方法修復下頜缺損。

設計工作流程如圖2所示，首先，在缺損區(qū)域進(jìn)行關(guān)鍵特征參數(shù)（LR，LM，LL，α，β）的采集，以指導以后的腓骨采樣。其次，基于上述參數(shù)，生成腓骨和血管的3D模型，并根據(jù)咬合基準和三個(gè)高度參數(shù)（hR，hM，hL）確定空間位置。第三，腓骨節(jié)段的固定通過(guò)設計完全匹配腓骨的固定板完成。最后，用布爾運算對原始的下頜骨和腓骨建立PEEK植入物的宏觀(guān)形狀，并通過(guò)螺釘將假體固定在下頜骨和腓骨周?chē)?。

通過(guò)有限元分析研究了各種咀嚼運動(dòng)下頜重建的生物力學(xué)行為和力學(xué)生物學(xué)特性，結果顯示每個(gè)部件的最大Von Mises應力低于相應材料的屈服強度，安全系數(shù)大于2.3倍，表明可以保證修復方法的安全性。最后，將這種新型修復方法應用于臨床，取得了良好的臨床效果。

參考文獻：

Kang J,Zhang J,Zheng J,Wang L,Li D,Liu S.3D-printed PEEK implant for mandibular defects repair-a new method.J Mech Behav Biomed Mater.2021;116:104335.

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