Žokļu un sejas traumu un rekonstrukcijas jomā kaulu anatomijas sarežģītība un slodzes apstākļi izvirza ārkārtīgi augstas prasības iekšējās fiksācijas ierīcēm. Starp tām mini kaula plāksnes, piemēram, fiksējošā žokļu un sejas mini taisnā plāksne, ir kļuvušas par būtisku risinājumu lūzumu stabilizēšanai jutīgās sejas zonās.
Šajā rakstā ir aplūkoti jaunākie inženiertehniskie sasniegumimini kaulu plāksnes, koncentrējoties uz materiālu izvēli, caurumu atstarpju dizainu un bloķēšanas struktūras uzlabojumiem, kas uzlabo gan ķirurģisko veiktspēju, gan ilgtermiņa stabilitāti.
Materiālu inovācijas: titāna un titāna sakausējumu pārākums
Materiālu izvēle ir būtiska kaulu fiksācijas sistēmu projektēšanā. Mini kaulu plāksnēm ir jāpanāk optimāls bioloģiskās saderības, mehāniskās izturības, noguruma izturības un radiogrāfiskās saderības līdzsvars. Titāns un tā sakausējumi ir kļuvuši par zelta standartu šajā jomā.
Shuangyang fiksējošā žokļa-žokļa mini taisnā plāksne ir izgatavota no medicīniskas kvalitātes tīra titāna, kas īpaši iegūts no vācu ZAPP titāna materiāla. Tas nodrošina izcilu bioloģisko saderību, smalkgraudainu vienmērīgumu un minimālus attēlveidošanas traucējumus, kas ir galvenā priekšrocība pēcoperācijas datortomogrāfijas un magnētiskās rezonanses izmeklējumos.
No inženiertehniskā viedokļa titāna izstrādājumiem ir vairākas galvenās priekšrocības:
Izcila bioloģiskā saderība:
Titāns dabiski uz savas virsmas veido stabilu TiO₂ oksīda slāni, kas veicina osteointegrāciju un novērš koroziju bioloģiskajā vidē.
Augsta izturība un noguruma izturība:
Titāna sakausējumi, piemēram, Ti-6Al-4V vai Ti-6Al-7Nb, uzrāda izcilu stiepes izturību un elastību, ļaujot kaula plāksnei pretoties cikliskai mehāniskai slodzei košļāšanas un dzīšanas laikā.
Attēlveidošanas saderība:
Atšķirībā no nerūsējošā tērauda vai kobalta-hroma materiāliem, titāns DT vai MRI skenēšanā rada minimālu artefaktu skaitu, kas ļauj skaidrāk novērtēt pēcoperācijas stāvokli.
Turklāt mini kaula plāksnei ir anodēta virsmas apstrāde, kas uzlabo cietību, nodilumizturību un kopējo implanta ilgmūžību. No inženiertehniskā viedokļa anodēšana arī uzlabo oksīda slāņa mikrostruktūru, uzlabojot tā noguruma izturību un korozijas izturību.
Lai gan titāns jau ir labi pazīstams materiāls, joprojām tiek veikta nepārtraukta optimizācija, īpaši mikrostruktūras pilnveidošanā, atlikušā sprieguma kontrolē un virsmas modifikācijā, lai vēl vairāk pagarinātu implantu izturību un laika gaitā samazinātu metāla jonu izdalīšanos.
Caurumu atstatums un ģeometriskais dizains: stabilitātes un anatomijas līdzsvarošana
Mini kaula plāksnes ģeometrijai, tostarp tās biezumam, caurumu atstatumam un garumam, ir būtiska loma gan tās mehāniskajā veiktspējā, gan ķirurģiskajā pielāgojamībā.
Fiksējamo žokļa-žokļa mini taisno plākšņu sērijai ir vairākas konfigurācijas, tostarp 6 caurumu (35 mm), 8 caurumu (47 mm), 12 caurumu (71 mm) un 16 caurumu (95 mm) opcijas, visām ar standarta biezumu 1,4 mm. Šīs variācijas ļauj ķirurgiem izvēlēties vispiemērotāko konfigurāciju, pamatojoties uz lūzuma veidu, kaula formu un fiksācijas prasībām.
No inženiertehniskā viedokļa caurumu atstatums (attālums starp skrūvju centriem) tieši ietekmē vairākus kritiskus parametrus:
Stresa sadalījums:
Pārāk liels atstatums var izraisīt kaula segmenta locīšanos vai nogurumu funkcionālās slodzes ietekmē, savukārt pārāk mazs atstatums var vājināt kaula segmentu un palielināt skrūvju izraušanās risku. Optimizēts atstatums nodrošina vienmērīgu slodzes pārnesi starp kaulu un fiksācijas sistēmu.
Kaula un skrūves saskarne:
Pareizs atstatums nodrošina, ka katra skrūve efektīvi veicina slodzes nestspēju, neradot lokalizētus sprieguma maksimumus, kas varētu paātrināt noguruma bojājumus.
Ķirurģiskā pielāgošanās spēja:
Plāksnei precīzi jāatbilst kaula virsmai, īpaši žokļa-sejas reģiona izliektajās kontūrās. Caurumu ģeometrija un atstatums ir rūpīgi izstrādāts, lai nodrošinātu elastīgu skrūvju leņķi, vienlaikus izvairoties no iejaukšanās blakus esošajās anatomiskajās struktūrās.
Galīgo elementu analīzes (FEA) pētījumi ar līdzīgām mini kaula plāksnēm ir parādījuši, ka slikti optimizēts urbumu atstatums var palielināt fon Misesa sprieguma koncentrāciju virs titāna tecēšanas robežas, samazinot noguruma kalpošanas laiku. Tāpēc precīzs atstatums un vienāda urbumu ģeometrija ir galvenās inženiertehniskās prioritātes plākšņu projektēšanā.
Bloķēšanas mehānisma uzlabojumi: no pasīvās fiksācijas līdz aktīvai stabilitātei
Tradicionālās nefiksējošās plāksnes stabilitātei izmanto berzi starp plāksni un kaula virsmu. Tomēr sejas dinamiskajā un anatomiski sarežģītajā vidē šāda veida fiksācija var būt pakļauta atslābšanai vai slīdēšanai.
Modernās bloķēšanas mini plāksnes, piemēram, žokļu un sejas bloķēšanas sistēmā, integrē mehānisku bloķēšanas saskarni starp skrūves galviņu un plāksni, radot vienotu struktūru. Šis jauninājums iezīmē ievērojamu soli uz priekšu stabilitātes un precizitātes jomā.
Fiksējošās žokļa-žokļa mini taisnās plāksnes bloķēšanas mehānismam ir šādas īpašības:
Kompresijas bloķēšanas tehnoloģija nodrošina ciešu saikni starp apkalpi un plāksni.
Divējāda lietojuma caurumu dizains, kas ir saderīgs gan ar fiksējošām, gan nefiksējošām skrūvēm, nodrošinot lielāku elastību operācijas laikā.
Bloķēšanas sistēmas inženiertehniskās priekšrocības ietver:
Paaugstināta stingrība un stabilitāte:
Fiksētā skrūvju un plākšņu saskarne darbojas kā iekšēja fiksēta leņķa konstrukcija, uzlabojot slodzes sadalījumu un samazinot mikrokustību lūzuma vietā.
Samazināta kaulu kompresija:
Tā kā plāksne vairs nav atkarīga no kaula virsmas berzes, tā novērš pārmērīgu periosta saspiešanu, saglabājot asinsapgādi un veicinot ātrāku kaulu dzīšanu.
Uzlabota noguruma izturība:
Novēršot mikroslīdēšanu starp skrūves galviņu un plāksnes caurumu, bloķēšanas saskarne samazina lokālo bīdes spriegumu un pagarina implanta kalpošanas laiku.
Šie uzlabojumi prasa ārkārtīgi precīzas apstrādes pielaides, īpaši skrūvju un plākšņu saskarnes vītnēs un leņķos. Ražošanas precizitāte atspoguļo mūsdienu fiksācijas sistēmu inženiertehnisko briedumu.
Nākotnes tendences: virzība uz viedākām un personalizētākām fiksācijas sistēmām
Nākamās paaudzes žokļu un sejas fiksācijas ierīces virzās uz augstāku veiktspēju, plašāku personalizāciju un uzlabotu bioloģisko reakciju. Jaunās inovācijas ietver:
Jauni titāna sakausējumi:
β-fāzes un Ti-Mo-Fe sakausējumu izstrāde, kas nodrošina augstu izturību ar zemāku elastības moduli, samazinot sprieguma aizsardzību un uzlabojot kaulu ilgtermiņa adaptāciju.
3D drukātas pielāgotas plāksnes:
Aditīvā ražošana ļauj ķirurgiem izstrādāt pacientam specifiskas plāksnes, kas precīzi atbilst kaulu kontūrām, samazinot intraoperatīvo liecienību un optimizējot slodzes pārnesi.
Virsmas funkcionalizācija:
Lai paātrinātu osseointegrāciju un samazinātu infekcijas risku, tiek pētītas tādas metodes kā nanoteksturēšana, pretmikrobu pārklājumi vai bioaktīvas virsmas apstrādes.
Viedā dizaina optimizācija:
Galīgo elementu modelēšana (FEM) tiek izmantota, lai precīzi noregulētu caurumu ģeometriju, plātņu biezumu un izliekumu, nodrošinot vienmērīgu sprieguma sadalījumu un uzlabotu noguruma izturību.
Secinājums
Sākot ar materiālu izvēli un caurumu atstatuma optimizāciju līdz bloķēšanas mehānisma inženierijai, mūsdienīgas mini kaulu plāksnes žokļu un sejas ķirurģijai ietver dziļu klīnisko vajadzību un mehānisko inovāciju integrāciju.
Bloķējošā mini taisnā žokļa un sejas ķirurģijas plāksne
iemieso šos sasniegumus ar medicīniskās kvalitātes titāna konstrukciju, anodētu virsmu, precīzu ģeometriju un daudzpusīgu bloķēšanas dizainu, nodrošinot ķirurgiem uzticamu, pielāgojamu un biomehāniski optimizētu risinājumu.
Materiālzinātnei un precīzajai ražošanai turpinot attīstīties, nākamās paaudzes mini kaulu plāksnes nodrošinās vēl lielāku izturību, anatomisko atbilstību un bioloģisko veiktspēju, palīdzot ķirurgiem sasniegt ātrāku atveseļošanos un uzlabotus rezultātus žokļu un sejas rekonstrukcijā.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 13. novembris