新型纤维基临时半骺板阻滞装置

发布时间：2017-04-28 17:09

  本文关键词：新型纤维基临时半骺板阻滞装置，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：半骺板阻滞术是治疗儿童下肢成角畸形疾病的有效手段。半骺板阻滞装置20世纪30年代已经成功应用临床，现在使用的临时半骺板阻滞装置为钢性金属材料制造，金属解离对人体有伤害，，由于钢性材料硬度高，在人体服役期间不易与骨骼贴服，经常出现钢板形状与骨骺外形不贴合、引发螺钉拔出或断裂、置入及取出过程繁琐等问题。理想的临时半骺板阻滞装置必须同时具备良好的力学性能，稳定的尺寸形状，较好的柔韧性、透气性及优良的生物相容性等。 本课题开发一种基于编织技术的纤维基临时半骺板阻滞装置。编织的结构使装置具有较强尺寸形状设计性、较好的柔性、易贴服性，因此有望替代传统钢性临时半骺板阻滞装置。如何设计纤维基临时半骺板阻滞装置结构，使其能够承受500N到1000N的生长力是该课题要解决的难点。本课题以开发柔软的类韧带人工组织材料为目标，证明其替代传统钢性材料临时半骺板阻滞装置的可能性，通过结构设计、成品成型和后期力学性能测试，最终获得综合性能良好的纤维基临时半骺板阻滞装置设计方案。 本研究首先通过对比五种高强聚乙烯纱线（单丝，400D，600D，1200D，1600D）的力学性能，选取1600D高强聚乙烯纱线作为最优编织材料。而后设计四种基于编织技术的纤维基临时半骺板阻滞装置结构，分别为针织开口立成型临时半骺板阻滞装置、打结型临时半骺板阻滞装置、8字型临时半骺板阻滞装置及O字型临时半骺板阻滞装置，其编织结构纱线量分别为4根、6根、8根、10根。通过横向对比分析同种设计结构的不同纱线量的各项指标，再通过纵向对比分析同种纱线量的不同设计结构的各项指标，揭示装置结构设计与纱线量对临时半骺板阻滞装置几何特性和力学性能的影响。这些指标包括试样的厚度、内径等尺寸结构及强力、伸长率、弹性恢复率、塑性形变率和蠕变等力学性能。 本课题从纺织结构角度，通过结构设计、纤维材料选择、设计成品制成和结构优化，证明以纺织柔性产品替代传统钢性材料的临时半骺板阻滞装置的可能性，并得出如下结论： （1）依据单丝，400D，600D，1200D，1600D五种高强聚乙烯纱线的强力和断裂伸长率等力学特性的检测结果，证明1600D高强聚乙烯纱线的强力以及尺寸稳定性为五种纱线性能最优，是理想的纤维基临时半骺板阻滞装置制作材料。 （2）经过对所编织的六头绳索特性进行对比而知单根纱线的强力对绳索强力具有显著影响，编织用纱线单根强力大，绳索强力大；股线越多，绳索强力越大；四头与六头绳索相较于八头绳索强力有明显的变化，八头绳索的强力近似为四头与六头绳索的强力两倍。 （3）经针织型逆编织法制备的针织开口立成型临时半骺板阻滞装置在拉伸过程中，无结头脱散，但强力未达1000N，伸长率不稳定，因此该中设计不符合要求。 （4）通过对纱线先进行预编织绳索再进行打结编织而成的打结型临时半骺板阻滞装置强力可通过对其打结材料进行设计而达到强力要求，但形变较大，绳索打结编织（4头、6头、8头）临时半骺板阻滞装置伸长率均在20%以上。 （5）单根纱线进行八字缠绕形成的8字形临时半骺板阻滞装置伸长率值偏高，但整体测试结果满足设计要求。O字型临时半骺板阻滞装置是在8字型临时半骺板阻滞装置基础上进行的设计，对其强力，伸长率，弹性回复率，塑性变形率和蠕变性能进行测试，其结构完全符合设计要求。
【关键词】：纤维编织结构 临时半骺板阻滞装置 高强聚乙烯 绳索 力学性能
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS106.67;R318.08
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 引言10-14
• 1.1.1 青少年下肢成角畸形病症10-11
• 1.1.2 下肢成角畸形治疗方法11-14
• 1.2 半骺板阻滞装置14-16
• 1.2.1 U 型骨骺钉14-15
• 1.2.2 8 字钢板15-16
• 1.3 高强力医用纤维材料16-17
• 1.4 本课题研究目的及意义和研究内容17-18
• 1.4.1 本课题研究目的及意义17-18
• 1.4.2 研究内容18
• 1.5 技术关键（或难点）和创新点18-20
• 1.5.1 技术难点18
• 1.5.2 课题创新点18-20
• 第二章 纱线性能及编织绳索设计与性能研究20-31
• 2.1 纱线实验部分20-22
• 2.1.1 实验材料与实验仪器20-22
• 2.1.2 断裂强力测试实验条件22
• 2.1.3 统计分析22
• 2.2. 纱线测试结果与分析22-25
• 2.3 绳索设计制造25-29
• 2.3.1 实验设备25-26
• 2.3.2 绳索编织工艺流程26-28
• 2.3.3 实验成品28-29
• 2.3.4 机械性能测试29
• 2.4 绳索实验结果与讨论29-30
• 2.4.1 不同材料纱线细度进行对比29-30
• 2.4.2 同种材料不同粗细绳索力学性能比较30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 纤维基临时半骺板阻滞装置结构设计31-36
• 3.1 针织开口立成型临时半骺板阻滞装置设计31-32
• 3.1.1 编织成型31-32
• 3.1.2 结构特点32
• 3.2 打结法临时半骺板阻滞装置设计32-34
• 3.2.1 编织成型32-33
• 3.2.2 结构特点33-34
• 3.3 8 字型临时半骺板阻滞装置34-35
• 3.3.1 编织成型34
• 3.3.2 结构特点34-35
• 3.4 O 字形临时半骺板阻滞装置设计35
• 3.4.1 编织成型35
• 3.4.2 结构特点35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 纤维基临时半骺板阻滞装置性能测试36-61
• 4.1 实验部分36-38
• 4.1.1 实验仪器及标准36-37
• 4.1.2 断裂强力测试条件及步骤37
• 4.1.3 伸长率测试条件及实验步骤37
• 4.1.4 定负荷疲劳测试37-38
• 4.1.5 蠕变性能实验条件及实验步骤38
• 4.1.6 厚度测试38
• 4.2 结果与分析38-60
• 4.2.1 针织开口立成型临时半骺板阻滞装置性能测试结果与分析38-40
• 4.2.2 打结型临时半骺板阻滞装置性能测试结果与分析40-46
• 4.2.3 8 字型临时半骺板阻滞装置性能测试结果与分析46-50
• 4.2.4 O 字型临时半骺板阻滞装置力学性能50-56
• 4.2.5 不同编织结构对纤维基半骺板阻滞装置性能的影响与分析56-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 附录66-82
• 攻读学位期间研究成果82-83
• 致谢83

【参考文献】

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本文编号：333207