個性化聚醚醚酮髁突假體的設計概述*

楊帆 楊光 黃碩 劉寧 郭芳

西安醫(yī)學院口腔醫(yī)學院 陜西 西安 710021

引言

顳下頜關節(jié)是人體最為復雜的關節(jié)之一，具有轉(zhuǎn)動和滑動運動的左右聯(lián)動關節(jié)，參與咀嚼、言語、吞咽和面部表情等[1-2]。腫瘤的切除、骨性顳下頜關節(jié)強直手術以及嚴重損傷（粉碎性骨折）常導致顳下頜關節(jié)發(fā)生形態(tài)缺陷，功能喪失，嚴重影響患者的生活質(zhì)量，為了恢復患者面下1/3的外形以及正常顳下頜關節(jié)功能，需行顳下頜關節(jié)重建術。

聚醚醚酮是一種全芳香族半結晶性的熱塑性特種工程塑料，其理化性質(zhì)、力學和熱等性能優(yōu)良，在高溫下依舊可以保持高耐磨性和低摩擦系數(shù)，耐化學腐蝕[3]，愈加廣泛地應用于骨科植入物及假體。與傳統(tǒng)金屬材料（不銹鋼、鈦合金等）相比較，彈性模量與人類的皮質(zhì)骨更為接近[4]。本研究根據(jù)患者的影像數(shù)據(jù)通過設計軟件為髁突假體提供了一種新的設計方法。

1 材料及方法

1.1 醫(yī)學影像三維重建

利用CBCT拍攝患者頜面部的醫(yī)學影像數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)以DICOM格式導入醫(yī)學圖像處理軟件Mimics，生成全頭顱3D虛擬模型，將下頜骨模型從全頭顱模型中進行分離，輸出為STL格式文件。

1.2 個性化聚醚醚酮髁突假體的設計

將下頜骨模型的STL文件導入Geomagic軟件，模擬手術過程進行病損區(qū)截骨，再對缺損區(qū)進行逆向重建和正向設計，具體過程如下：利用下頜骨兩側自然對稱的特點，選取下頜骨病損區(qū)對側的數(shù)據(jù)，鏡像對稱映射到病損區(qū)，得到髁突頭頸部假體模型相關數(shù)據(jù)；在此基礎上進行固位柄的設計，固位柄的厚度為1.5～3mm；固位柄下端修整為圓鈍形；固位柄外側面至少預留3個鈦釘孔，鈦釘孔的位置避開下牙槽神經(jīng)；鈦釘孔的直徑為2mm。

1.3 精細化調(diào)整

刪除可見的尖角特征、倒凹和起伏，進行平滑處理。

2 結果

成功設計了一種個性化聚醚醚酮髁突假體。

3 討論

個性化髁突假體主要是根據(jù)不同患者、不同缺損程度、各個年齡階段以及各患者不同咬合情況下量身定做的假體，與患者自身的下頜骨形態(tài)更加匹配，與頜骨更加貼合，從而提高假體植入后的穩(wěn)定性，并更為有效的恢復患者正常生理狀態(tài)下顳下頜關節(jié)解剖學與運動學特征[5]。聚醚醚酮具有優(yōu)良的理化性質(zhì)、力學性能以及良好的生物相容性，3D打印技術為個性化髁突假體的制備提供了技術支持。與傳統(tǒng)的金屬植入物相比，個性化聚醚醚酮髁突假體可以更加有效減少“應力屏蔽效應”，且具有良好的放射線透過性以及在磁共振掃描中不產(chǎn)生偽影[6]。本研究根據(jù)患者CBCT數(shù)據(jù)設計出一種個性化聚醚醚酮髁突假體，但其長期療效如何，需要進一步進行力學摩擦磨損及動物實驗來驗證。

4 結束語

聚醚醚酮材料具有優(yōu)良的生物力學性能、生物相容性，其彈性模量與人體骨更為接近，從而廣泛應用于醫(yī)學相關領域。隨著數(shù)字化技術的快速發(fā)展，定制化假體應用日益增多，其大大提高了假體的配適性和穩(wěn)定性，可以更有效地滿足個性化需求。