基于形狀記憶聚合物的骨折外固定器件研究.pdf

1、形狀記憶聚合物是一類在外界激勵條件下可發(fā)生較大可回復變形的智能材料，具有主動變形的功能，良好的承載能力?，F(xiàn)如今，形狀記憶聚合物經(jīng)過設計可具有生物相容性、可控生物降解等良好的生物特性，因此已被廣泛應用到生物醫(yī)學領域。
　　骨折是人們日常生活中常見的一種創(chuàng)傷，但是傳統(tǒng)的骨折的治療方法還存在諸多技術難題無法克服，比如石膏繃帶固定時松緊度難以掌控，容易壓迫組織，出現(xiàn)過敏引起并發(fā)癥，后期可能會因肢體消腫管型過松而致骨折端移位。本文欲著眼于傳

2、統(tǒng)的骨折治療方法存在的問題和缺陷，利用形狀記憶聚合物提供一種固定牢靠、塑性良好、松緊可調、材質輕盈的骨折外固定器件。
　?。?）介紹形狀記憶聚合物的生物特性并對其力學性能進行了表征，包括動態(tài)力學分析、恒溫蠕變和應力松弛實驗以及疲勞實驗，得到相關材料常數(shù)。
　　（2）引入Tobushi等的形狀記憶聚合物粘彈性本構理論，得到形狀記憶聚合物本構方程的雅克比矩陣，然后將相應的程序導入 abaqus，實現(xiàn)了形狀記憶聚合物熱力學行為的模

3、擬。通過對形狀記憶聚合物加溫加載、降溫、卸載、再次加載，模擬了形狀記憶聚合物的加載變形、受熱主動回復原始形狀的整個形狀記憶過程，得出骨折固定器選用形狀記憶材料，可以通過主動變形實現(xiàn)松緊可調的可行性。
　?。?）設計了形狀記憶聚合物的螺旋體結構，然后分別建立對脛腓骨以及股骨骨折外固定模型。利用abaqus有限元軟件分析模型在不同情況的載荷下，螺旋體和人體相關組織的應力應變位移等，計算分析螺旋體結構的可靠性以及骨折斷端處的相對位移。<