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3D打印聚醚醚酮固定型手腕矫形器的生物力学分析及结构优化
1
作者
邱子彦
朱凌锋
+5 位作者
张贺然
尹文成
汤磊
邹东明
陈斌凌
王玲
《医用生物力学》
北大核心
2025年第2期378-386,共9页
目的针对个性化手腕矫形器的临床需求,提出一种拓扑优化设计方法,以实现个性化、轻量化且舒适度高的手腕矫形器宏微结构一体化优化设计。方法建立手腕矫形器和上肢的复合生物力学有限元模型,量化研究矫形器几何参数对其佩戴固定效果及...
目的针对个性化手腕矫形器的临床需求,提出一种拓扑优化设计方法,以实现个性化、轻量化且舒适度高的手腕矫形器宏微结构一体化优化设计。方法建立手腕矫形器和上肢的复合生物力学有限元模型,量化研究矫形器几何参数对其佩戴固定效果及舒适度的影响。采用多工况拓扑优化和微结构设计,对其非承力区进行设计优化;利用3D打印技术,以聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)制造矫形器,评价验证设计合理性。结果在保证机械强度的前提下,3D打印PEEK矫形器的重量相较于传统矫形器减轻了28%;皮肤接触界面压强和主观问卷表明受试者佩戴矫形器体验良好。结论在保证机械强度和固定效果的同时实现了矫形器的个性化、轻量化和高舒适度设计。
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关键词
手腕矫形器
个性化设计
生物力学分析
有限元分析
拓扑优化
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职称材料
题名
3D打印聚醚醚酮固定型手腕矫形器的生物力学分析及结构优化
1
作者
邱子彦
朱凌锋
张贺然
尹文成
汤磊
邹东明
陈斌凌
王玲
机构
西安交通大学
机械工程学院
西安交通大学国家药监局医用增材制造器械研究与评价重点实验室
西安交通大学
国家
医学攻关产教融合创新平台(中心)
北京理工
大学
机械与车辆学院
出处
《医用生物力学》
北大核心
2025年第2期378-386,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFB4603500,2022YFB4600500)
中央高校基本科研业务费专项资金
陕西省创新团队计划(2023-CX-TD-17)。
文摘
目的针对个性化手腕矫形器的临床需求,提出一种拓扑优化设计方法,以实现个性化、轻量化且舒适度高的手腕矫形器宏微结构一体化优化设计。方法建立手腕矫形器和上肢的复合生物力学有限元模型,量化研究矫形器几何参数对其佩戴固定效果及舒适度的影响。采用多工况拓扑优化和微结构设计,对其非承力区进行设计优化;利用3D打印技术,以聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)制造矫形器,评价验证设计合理性。结果在保证机械强度的前提下,3D打印PEEK矫形器的重量相较于传统矫形器减轻了28%;皮肤接触界面压强和主观问卷表明受试者佩戴矫形器体验良好。结论在保证机械强度和固定效果的同时实现了矫形器的个性化、轻量化和高舒适度设计。
关键词
手腕矫形器
个性化设计
生物力学分析
有限元分析
拓扑优化
Keywords
wrist orthosis
personalized design
biomechanical analysis
finite element analysis
topological optimization
分类号
R318.01 [医药卫生—生物医学工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
3D打印聚醚醚酮固定型手腕矫形器的生物力学分析及结构优化
邱子彦
朱凌锋
张贺然
尹文成
汤磊
邹东明
陈斌凌
王玲
《医用生物力学》
北大核心
2025
0
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