双动人工半膝关节假体的设计及应用

建立一种双动人工半膝关节假体的设计方法,用于年轻病人因恶性骨肿瘤造成的股骨远端大段骨缺损的保肢手术治疗。借助于有限元分析与快速成形技术,研究并快速而有效地解决假体结构设计优化、生物力学分析、稳定性评估等技术难点,形成一种以定制化仿生大范围股骨髁部、滑动轴套系统、韧带附丽孔道为特点的附丽型定制化双动半膝关节假体。临床应用证明置换术后假体与周围组织匹配性良好,患者在完成深屈曲运动时可观察到假体的双滑动过程。该假体的研究为单侧膝关节损伤患者,特别是青少年患者术后骨生长的生物学重建及后期关节功能的良好恢复提供了有效的治疗方法。该研究也从功能化设计、性能分析与临床功能评估等方面为人工关节的研制与发展提出新的思路与方法。

韧带-骨支架仿生界面设计与制造方法

针对当前软质韧带支架与硬质骨组织通过机械固定进行韧带修复存在的应力集中与疲劳断裂问题,提出了具有仿生界面的韧带-骨支架设计与制造方法。研究了自然韧带-骨界面的微观结构,通过工程简化设计了具有仿生界面的韧带-骨复合支架,提出了韧带-骨支架仿生界面的分层制造方法,从材料、力学及微观结构方面对所制备的韧带-骨支架仿生界面进行了分析评价。结果表明,所提出的分层制造方法可在软质韧带纤维支架与硬质陶瓷骨支架之间精确制造出所设计的仿生界面,其在材料成分、力学性能及微观结构上呈现分区变化特性。后期通过骨支架与自体骨融合生长以及仿生界面的多组织再生,有望实现韧带纤维支架与自体骨骨道的生理愈合及可靠固定,从而为临床韧带修复提供一种新思路。

自适应优化控制的人工髋关节磨损三坐标测量及评估方法

针对目前三坐标测量在人工髋关节磨损评估上重复测量误差较大和准确性不高的突出问题,提出了一种自适应优化控制的人工髋关节三坐标测量及磨损评估方法.该方法包括臼杯表面采样点云分布的磨损自适应设计,测量点触测矢量的优化控制以及构建相同体积计算区域,并使用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）髋臼杯对该方法进行了验证.研究结果表明：与非相同体积计算区域方法相比,在低于原来一半的测量成本下,体积评估重复性偏差减小了49.3％;与随机的触测矢量方法相比,在同样的点密度下,体积评估精度提高了32.4％～46.7％;该方法的磨损评估结果与称量法对照,表现出了有效的相关性（R2=0.922 8）;与称量法相比,该方法表现出磨损分布统计分析能力,为人工关节磨损分析和研究提供了更多的信息.

原位3-D打印技术的研究现状与未来

目的总结原位3-D打印技术的研究现状,分析未来发展趋势。方法检索目前国内外原位3-D打印技术的相关文献,并进行综合分析。结果目前原位3-D打印技术尚处于研究初期,主要集中于真皮组织修复和骨软骨组织修复,但实际应用于临床尚存在大量问题。结论随着原位3-D打印技术的发展,有望为患者提供实时的原位数字化设计与打印修复治疗,促进外科修复过程的及时性和微创性,具有广泛的应用前景。