3D打印個性化膝關節(jié)矯形器有效治療早期膝骨關節(jié)炎
膝關節(jié)骨性關節(jié)炎是一種以膝關節(jié)軟骨的變性、破壞及骨質增生為特性的慢性退行性骨關節(jié)疾病,主要表現為關節(jié)疼痛、腫脹、變形及功能障礙。一些患者在形成骨性關節(jié)炎的同時,由于半月板受到長時間的摩擦和擠壓,會逐漸產生退行性變及損傷,這種骨性關節(jié)炎伴有半月板損傷的病人在中老年患者中最為常見,俗話說,人老腿先老,主要是隨著年齡增長,膝關節(jié)受到積累性的損傷造成,且隨著我國人口老齡化發(fā)展,其發(fā)病率呈上升趨勢。
原發(fā)性膝骨關節(jié)炎的危險因素主要是年齡、肥胖、關節(jié)過度使用和關節(jié)畸形,并不是年輕就不會得關節(jié)炎,相反,現在膝關節(jié)炎有逐漸年輕化的趨勢。肥胖和關節(jié)過度使用等生物力學因素是常見的影響因素。
膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的矯形器治療
骨關節(jié)炎患者通常需要藥物治療和康復理療結合,在必要時進行手術干預。在非藥物治療方式中,應用膝關節(jié)矯形器治療早中期膝骨關節(jié)炎是手術之前很長一段時間最重要的治療手段。
上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院骨科戴尅戎院士、王金武教授團隊在整體減荷式矯形原理的基礎上提出了改進的單(雙)側減荷式矯形原理,設計了單(雙)側減荷式膝關節(jié)矯形器。通過對膝關節(jié)兩側分別施加大小不等的軸向拉伸力,根據作用力與反作用力原理、杠桿平衡原理及力的分解原理,產生一個向力較小側方向的矯正力矩,在矯正力線、減輕患者患側負荷的同時,對單側(雙側)進行局部減荷,從而避免加劇軟骨的磨損。
在此基礎上,團隊還將3D打印技術運用在了膝關節(jié)矯形器的設計制造中,研發(fā)了新型個性化3D打印單(雙)側減荷式膝關節(jié)矯形器,在個性化治療的同時還減輕了矯形矯形器的重量,大幅度提升了患者佩戴矯形器時的舒適度。
膝關節(jié)矯形器的治療效果及案例
團隊對膝關節(jié)矯形器的治療效果展開分析,力學分析結果證明單(雙)側減荷原理可有效減少膝關節(jié)內外側負荷和膝關節(jié)內外收力矩;步態(tài)生物力學實驗結果證明所設計的膝關節(jié)矯形器可有效減小患側關節(jié)負荷,且對佩戴者正常步行運動無顯著影響?;颊吲宕鞒C形器后減緩了膝關節(jié)疼痛,走路輕松,甚至能進行爬山運動。分析結果及患者佩戴效果證明單(雙)側減荷式矯形原理和所設計的3D打印個性化膝關節(jié)矯形器對治療單(雙)髁性膝骨關節(jié)炎有效!

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