研究背景与目的:流行病学调查显示,我国冠心病的患病率及死亡率逐年升高,作为冠心病的重要诊疗手段,介入手术例数也呈逐年增加的趋势。目前冠心病介入首选穿刺入路为桡动脉入路,当桡动脉穿刺失败或不适用时首选替代途径为股动脉途径,但由于股动脉穿刺术后患者需严格卧床制动,对于患者来说舒适度较差,且术后大出血发生率较高,因而部分病人拒绝经股动脉穿刺行冠心病介入手术。经肱动脉入路行介入手术术后患者无需严格卧床制动,但临床多由于缺乏熟练操作者及术后病人肘关节活动致止血不良等因素造成其临床应用较少,且既往有研究表明通过对肘关节的有效制动可以缩短术后压迫时间并减少其术后并发症的发生。所以本研究旨在基于3D打印技术开发出一款具有良好生物安全性及力学性能的肘关节外固定支具,并初步评价其应用于经肱动脉行冠心病介入术后患者的疗效情况。材料与方法:1.材料生物安全性评价:(1)细胞regeneration medicine毒性试验:将0.2g/ml浸提比的支具及硅胶浸提液稀释至浓度为100%、50%、25%、12.5%作为试验组,然后将试验组以及阴性、阳性和空白对照组各100ul加入含生长情况良好的L929细胞的96孔板中,培养24小时后在显微镜下观察细胞形态及生长情况,然后以CCK-8比色法测定各组OD值。(2)皮肤刺激试验:将6只新西兰兔平均分为2组(支具组和硅胶组)各3只,备皮后24小时在对应部位敷贴支具块、硅胶块、阳性对照材料及阴性对照材料,24小时后揭下敷贴物并清洗干净残留物质,观察去除敷贴物后24h、48h及72h的对应部位皮肤情况。2.参照国家标准规范完成对不同镂空方式的力学性能检测,包括弯曲试验、压缩试验和冲击试验,确定最佳的镂空方式。3.重要参数确定:(1)选取20名健康志愿者先后佩戴肘关节屈曲0°、30°和屈曲45°的肘关节外固定支具12小时后回收舒适度评价表,确定最舒适的肘关节屈曲角度;(2)选取20名健康志愿者分别佩戴不垫硅胶垫和垫不同厚度硅胶垫(3mm、5mm、8mm)的肘关节外固定支具各12小时,比较各组舒适度及红肿压痕、水疱的差异,确定最佳的硅胶垫厚度。4.通过软件处理将CT数据转换为所NSC125066临床试验需要的CAD数据,并通过3D打印机采用熔融沉积成型工艺打印出所需的肘关节外固定支具。5.临床初步应用:选取经皮肱动脉穿刺行冠心病介入术后患者共40名,随机分为试验组/支具组和对照组/传统组,随访观察患者术后24h内的穿刺点压迫时间、疼痛程度、及相关并发症等指标,比较两组间的差异。结果:1.(1)细胞毒性试验:显微镜下观察100%支具组、50%支具组、25%支具组、12.5%支具组、100%硅胶组、50%硅胶组、25%硅胶组、12.5硅胶组细胞生长情况良好,与阴性对照和空白对照组比较未见明显增殖下降情况。阳性对照组细胞密度较其他组明显下降,可见细胞圆缩及溶解。CCK-8检测提示阳性对照组的OD值较空白对照组明显下降,差异具有显著统计学意义(P<0.01);100%支具组、50%支具组、25%支具组、12.5%支具组、100%硅胶组、50%硅胶组、25%硅胶组、12.5%硅胶组及阴性对照组的OD值与空白对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。(2)皮肤刺激试验:在兔子取下敷贴物后24h、48h和72h分别对其敷贴部位进行观察,阳性对照部位可见明显红肿,部分伴焦痂形成;支具组、硅胶组及阴性对照部位未见明显红斑水肿。皮肤刺激评价,阳性对照部位皮肤反应类型为重度;支具组、硅胶组及阴性对照部位皮肤反应类型为极轻微。2.力学性能检测:弯曲试验:矩形镂空的最大载荷及弯曲强度较圆形和三角形镂空均更大(P<0.01);压缩试验:矩形镂空的最大载荷和压缩强度均比圆形和三角形镂空更大(P<0.01);冲击试验:圆形与矩形镂空的冲断试样时所消耗的功相比,差异没有统计学意义(P>0.05),但均较三角形镂空所消耗的功更多(P<0.05)。3.20名健康志愿者右上肢佩戴肘关节伸直位即肘关节屈曲0°,以及屈曲30°和45°的外固定支具各12小时,结果显示肘关节伸直位时舒适度较肘关节屈曲3PUN30119溶解度0°和屈曲45°均更差(P<0.01),肘关节屈曲30°和屈曲45°时患者舒适度差异无统计学意义(P>0.05);20名健康志愿者右上肢佩戴肘关节外固定支具时内衬加垫3mm、5mm、8mm厚度的硅胶垫及不垫硅胶垫(0mm)共12小时,对其舒适度及上肢红肿、压痕、水疱等情况进行统计分析,结果显示舒适度随硅胶垫厚度增加而增加,不垫硅胶垫舒适度较加垫3mm硅胶垫的舒适度更差,差异有显著统计学意义(P<0.01)。垫3mm硅胶垫的舒适度较垫5mm硅胶垫的舒适度更差,差异仍有统计学意义(P<0.05),加垫5mm硅胶垫与8mm硅胶垫的肘关节外固定支具舒适度差异无统计学意义(P>0.05);在红肿压痕方面,不垫硅胶垫与加垫3mm硅胶垫相比,差异无统计学意义(P>0.05),垫3mm硅胶垫较垫5mm硅胶垫的红肿、压痕情况更明显(P<0.01),垫5mm硅胶垫与垫8mm硅胶垫的红肿压痕情况相比差异无统计学意义(P>0.05),各组均未出现水疱;4.对支具组和传统组两组患者的一般临床资料进行比较,两组间性别、年龄、吸烟、饮酒、围术期抗血小板及抗凝药物使用情况的差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。两组患者术后穿刺点压迫时间支具组短于传统组(P<0.01);传统组术后24小时内的手臂疼痛程度较支具组明显(P<0.01);传统组术后患者上臂肿胀程度较支具组明显,差异有显著统计学意义(P<0.01);两组患者在术后前臂肿胀程度、皮下出血面积、出血分型、神经损伤、骨筋膜室综合征及彩超检查相关指标差异无统计学意义(P>0.05)。结论:1.本试验所用3D打印肘关节外固定支具材料及硅胶材料无细胞毒性和皮肤刺激性,具有较好的生物安全性。2.矩形镂空的力学性能最佳。3.佩戴肘关节屈曲30°及45°时舒适度更佳,考虑到肘关节屈曲角度对血管压迫器位置的影响,将肘关节外固定支具屈曲角度确定为30°;加垫5mm及8mm层厚硅胶垫的肘关节外固定支具舒适度最佳,为减轻病人负重的同时节约成本,将硅胶垫厚度确定为5mm。4.3D打印肘关节外固定支具可减轻经皮肱动脉穿刺行冠心病介入术后患者的疼痛程度,提高患者舒适度,并缩短穿刺点压迫时间,减轻上臂肿胀程度。