人工关节摩擦学的研究

无菌性松动是人工关节失效的主要形式，由磨损粒子在植入物与肌肉界面的聚集导致。本文从保持良好润滑、提高人工关节的耐磨性、减少敏感尺度磨损粒子产生和抑制磨粒引起的生物学反应等角度论述人工关节摩擦学研究的最新进展。提出从润滑材料设计、磨损控制和材料评价方法等方面改进人工关节设计的建议。     

人工关节材料性能与运动性关节软骨损伤

背景:人工关节从开始设计到临床应用已经经历了近一个世纪的历史,人工关节的先导为人工髋关节,随着在临床上的技术应用不断娴熟,推动了腕关节、肩关节、膝关节等人工关节的设计、应用及改进。目的:总结运动性关节损伤中人工关节材料的应用进展及性能特征。方法:由第一作者检索1980至2015年Pub Med数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubM ed)、万方数据库(http://wanfangdata.com.cn/)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/),以"sports;cartilage injury;Artificial Joint"为英文检索词,"运动,关节软骨损伤,人工关节"为中文检索词,对目前国内外人工关节的研究资料进行了分析和归纳,逐一介绍并分析了国内外常用的人工关节材料,并从材料科学的角度分析了各种材料在应用时的优劣,对目前常用人工关节的表面处理方法作了阐述,并从发展的角度指出了人工关节的研究方向。结果与结论:钛合金的表面改性可获得结合性能良好的表面陶瓷层,可有效提高钛合金的耐磨损性能。超高分子量聚乙烯的填充改性,可获得耐磨损性能良好的关节复合材料,有效减少超高分子量聚乙烯磨损颗粒的产生并降低其磨损颗粒引起的生物学反应。陶瓷人工关节的进一步研究与完善将是未来人工关节的发展方向。     

RANKL/RANK通路在破骨细胞活性调节及骨溶解中的作用

人工关节置换术是二十世纪骨科领域的革命性进步之一。然而,随着关节置换病例数的增加和时间的延长,假体晚期松动问题日益突出。据统计,在假体置换15～20年后,10～15%的人工关节将发生假体失效。引起假体失效的最主要原因是假体松动,而磨损颗粒诱     

中国人股骨近端几何形态参数的测量和分类

为中国人股骨近段几何形态参数进行测量和分类，以改善现有的人工关节设计。我们采用成人尸体股骨480根。正侧位X光片摄片获得原始成像，用计算机数字图像技术结合测量21个参数，对股骨上段髓腔曲线进行拟合和统计。经模式识别分类后，得到10组型号设计数据。这种大样本的统计和分类对优化现有人工关节仍至于发展因人定制的人工关节都有重要的意义。     

肿瘤型人工关节假体的发展现状及优化策略

肿瘤型人工关节的临床应用已趋于成熟,但松动、断裂及感染等相关并发症一直未得到很好解决,以至严重影响了患者整体的临床效果。近年来,生物材料、表面处理和生物力学等相关基础领域的研究进展为肿瘤型人工关节的设计改进提供了相应的理论基础。对肿瘤型人工关节的表面涂层改进和应用抗菌处理技术降低假体感染率、通过优化假体的结构设计改进固定方式,以及降低假体松动率、机械并发症等,是目前研究的主要方向。     

人工关节材料的仿生性能及临床应用

目的:通过分析国内外常用的金属材料、高分子材料、陶瓷材料和碳质材料人工关节的研究现状,探讨各种假体材料的优势及存在的问题,结合人工关节置换的仿生性原理,对开发新型下肢关节假体材料,提高置换关节使用寿命等重要的现实问题提出发展思路。方法:以"人工关节,假体材料,仿生性能"为关键词,采用计算机检索万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)中1993-01/2009-10有关仿生性人工关节材料实验研究与临床应用的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。以22篇文献为主,重点对以下3个问题进行讨论:①人工关节的仿生性原理。②人工关节材料的研究现状。③人工关节的仿生性能及其临床应用。结果:目前应用于临床的人工关节材料主要是金属材料、高分子材料和陶瓷材料,科研人员正努力探索耐磨损、无毒害的新型材料,尤其是复合型涂层材料和仿生软骨材料,来加速推进接近或实现人体关节性能的假体关节。结论:人工关节仿生性能的实现是一个多学科交叉研究的系统工程,人工关节仿生需要进一步研究和开发人工关节制作材料,同时要结合结构、功能等特性,深入研究人工关节置换后关节运动的受力合理性,减少对人工关节的磨损速度。临床决策应从人体的整体出发,在经济条件允许情况下,可以考虑人工关节的个性化匹配,量身定做,使之更贴近每个患者的身体结构、关节形状和大小、功能特点以及体质状况。     

3D打印技术在指关节缺损的应用研究进展

先阐述了自体移植和传统人工关节置换的优劣势,而后分析了3D打印技术具有术前精确设计模拟解剖形态,术中导航减少出血,以及3D打印假体多孔结构有利于骨长入等优点,但同时3D打印涉及打印材料、伦理以及机械强度差等难题。随着科技的进步以及材料学发展,用3D打印技术打印出来的具有生物活性的人工关节必定是未来骨科发展的新趋势。     

人工关节的研究现状和发展趋势

人工关节用于临床已有近百年的历史，经科研工作者们的不断努力，人工关节从材料到设计，都取得了很大的进步。随着材料制造技术及医疗技术的发展，人们已经能够应用多种金属或合金、高分子聚合物、碳质材料、陶瓷材料等对患者进行骨或关节的置换。目前，人工关节的置换包括有髋、膝、肩、肘、腕、踝等关节，但以髋关节和膝关节置换为主，     

现代人工关节导航手术的发展前景

现代髋关节人工关节置换术和膝关节软骨关节置换术是外科领域发展最快、技术日趋成熟的手术技术,取得令人满意的临床结果,解除了病人的痛苦。但由于现     

3D打印假体在人工关节置换中的应用

3D打印技术正在快速发展,在骨科临床中的应用也在日益增多。本文简要回顾了3D打印技术及在骨科中的应用,并侧重于以3D打印技术量产的人工关节假体。后者目前集中在用3D打印技术制造超多孔界面的植入物,并在人工髋臼杯中得到了较多的应用。随着以3D打印技术制造的人工关节植入量的增加,需要进一步研究以证实其与传统制造工艺相比的优越性以及中长临床效果。     

基于射频感应控制的掌指人工关节研究

针对目前临床上存在大量掌指臂丛神经损伤患者无法医治的状况，提出了通过植入带有驱动电机的掌指人工关节来行使掌指功能的治疗方案。文中研究了植入式人工关节的结构、机械传动、控制信号的获取和传输等。为解决驱动电机的电源问题，作者提出了运用电磁感应的经皮能量传输技术来驱动植入电机的旋转，利用反映掌指动作意识的肌电信号来控制射频磁场的发射，使得体内线圈感应体外射频磁场后驱动电机转动。最后研究了一套临床关节植入的手术方案，并在三例尸体上进行了功能实验，验证了植入的人工关节能满足人体掌指的基本功能。     

人工髋关节磨损分析和临床失效诊断推理

目的研究人工髋关节磨损机理及磨损寿命界定准则,分析非正常磨损的具体原因和磨损失效的临床表现形式,建立失效事件的分析推理路线。方法通过弹性流体动力润滑分析和有限元分析确定人工髋关节中的摩擦磨损过程及导致早期非正常磨损的产生因素;通过建立磨损寿命界定准则确定人工髋关节的使用寿命;通过磨损—骨溶解形态学矩阵对磨损失效临床表现形式进行归纳分类;通过临床调研建立失效事件推理逻辑。结果计算得出球头—髋臼间的最小滑膜厚度和接触应力,以及相关参数的影响,作为磨损分析的理论依据;提出人工髋关节以几何形态变化导致的机械学失效和以骨溶解导致的生物学失效两种磨损寿命界定准则;得出磨损失效9种临床表现形式;提出磨损失效事件分析推理路线图。结论人工髋关节运动副中主要发生边界摩擦和混合摩擦,以及粘着、犁沟和三体磨损等磨损过程;髋臼与球头的表面质量、配合间隙及圆度对早期非正常磨损具有重要的影响;金属—UHMWPE配副人工髋关节正常机械学磨损寿命可以达到40年,但生物学磨损寿命最多为15～20年,后者是制约今天假体使用寿命的根源;磨损失效临床表现形式的多样性是机械磨损与骨溶解过程综合的形态学效果;在失效事件分析中推理路线图可提供一定的帮助。     

一种新型软层人工髋关节的理论及实验研究

人工髋关节在临床应用时往往因为出现松动而引起病人髋部疼痛,以致于需要更换.其松动的一个主要原因是骨组织对人工关节磨损颗粒产生反应.本文旨在介绍作者数年来对一种新型软层材料人工髋关节所作的理论及实验研究.研究结果显示,此类新型人工关节的最大优点在于其较传统设计远为优良的摩擦、润滑及抗磨损性能,为此,理论上可解决人工髋关节因关节负重面磨损造成的松动问题,具有较大应用前景.     

How to manage treatment failure in prosthetic joint infection

BackgroundManagement for prosthetic joint infections remains a challenging area for both infectious diseases and orthopaedic surgery, particularly in the setting of treatment failure. This is compounded by a lack of level 1 evidence to guide approaches. The optimal management of prosthetic joint infections requires a multi-disciplinary approach combined with shared decision making with the patient.AimsThis article describes the approach to prosthetic joint infections in the setting of treatment failure.SourcesNarrative review based on literature review from PubMed. There was no time limit on the studies included. In addition, the reference list for included studies were reviewed for literature saturation with manual searching of clinical guidelines. Management approaches described incorporate evidence- and eminence-based recommendations from expert guidelines and clinical studies, where applicable.ContentThe surgical and antimicrobial approaches for prosthetic joint infections are described for first-line treatment of prosthetic joint infections and approaches in the event of treatment failure. Management approaches are based on an understanding of the role the biofilm plays in the pathogenesis of prosthetic joint infections. The management of these infections aims to fulfil two key goals: to eradicate the biofilm-associated microorganisms and, to maintain a functional joint and quality of life. In treatment failure, these goals are not always feasible, and the role of the multi-disciplinary team and shared-decision making are prominent.ImplicationsProsthetic joint surgery is a high-volume surgery, and the demand for this surgery is continually increasing. With this, the number of infections requiring expert care will also increase. Eminence-based management approaches have been established to guide treatment failure until knowledge gaps in optimal management are addressed by well-designed, clinical trials.     

人工关节假体材料的研究现状

随着生活水平的提高,对人工假体的需求量也越来越大。概述了人工关节假体材料的发展进程,总结出目前使用较多的3种人工关节材料——金属材料、高分子材料和陶瓷材料,对以上3种材料的优缺点进行了分析,并介绍了针对各种材料的缺点进行改进的一些方法,重点论述了金属对金属表面人工关节置换的发展状况及其临床应用。指出目前还没有一种材料符合生物相容性好、生物力学相容性好、生物结合性好和寿命长的要求,人工关节材料的研究将朝着复合材料的方向发展。     

第3代人工心脏泵研究进展及应用

心力衰竭死亡率极高,患病数量持续攀升,是当今医学界面临的共同难题,人工心脏泵是众多心衰患者延长生存期最后的希望和最有效的途径。第3代人工心脏泵的开发与应用,将心力衰竭治疗推向一个新台阶。首先概述第3代人工心脏泵的研究现状和应用情况,并介绍国内第3代人工心脏泵的发展状况;其次,详述和总结第3代人工心脏泵相关的关键技术,如:悬浮技术、无轴承电机、泵用控制算法、叶轮优化设计、血液相容性等;最后,提出并探讨小型轻量化、仿生搏动性、智能控制技术、血液相容性、可靠性及容错技术等方面的研究趋势。     

Technological advances in renal care

The first systems for treating kidney failure were developed in the 1940's, when it was found that blood could be successfully cleared of toxins and returned to the body using a relatively simple device based on artificial sausage skin wrapped around a wooden frame. This process was used to replace the function of the kidney, allowing patients to recover from conditions such as poisoning or crush injuries that temporarily stop the kidneys working. In the 1960's, advances in technology made long-term replacement of renal function using haemodialysis machines possible and allowed surgeons to carry out kidney transplants between people who were not identical twins. Long-term peritoneal dialysis became a viable treatment option two decades later. There are now over 1.1 million people world-wide receiving regular dialysis treatment and around 340,000 people living with a donated kidney. This paper reviews the pioneering work in the treatment of kidney failure and looks at some of the recent advances in equipment design, materials science, immunosuppression and information technology that aim to improve the quality of life and the life expectancy for patients living on renal replacement therapy.     

肩关节典型运动分析

肩关节置换术是治疗肩关节疾病最有效的方法之一。 术后短期内人工肩关节存活率高,患者恢复效果好,但长期而言,人工肩关节磨损产生的无菌性松动会大大增加手术失败的机率。 肩关节结构复杂、典型运动不明确,目前国际上仍未公布人工肩关节的磨损试验标准。 因此,需要研究、分析总结出肩关节的生物力学环境并建立相应的运动曲线,为人工肩关节磨损试验方案及标准的制定提供依据。 本文基于人体肩关节活动规律,采用日常活动(activities of daily living,ADL) 量表将肩关节活动能力划分为基本或躯体日常生活活动能力( basic or physicalactivities of daily living,BADL or PADL)和工具性日常生活活动能力(instrumental activities of daily living,IADL),并对其中几种特定运动规律建立了肩关节运动曲线。 本文研究结果为人工肩关节磨损试验方案及标准的制定奠定了基础。     

天然关节及人工关节的润滑机理探讨

对人类天然关节及人工关节的润滑机理进行了探讨。简要回顾了关节润滑研究的发展历史。对关节润滑中的一些关键问题进行了讨论。另外,对关节润滑机理的研究成果如何在临床实践中应用也进行了讨论。     

仿生人工关节囊研究(1)-力学仿真

我们建立了有仿生关节囊的人工关节简化的三维模型,用有限元数值方法,对所建模型在不同载荷、不同角位移、不同关节囊厚度情况下的受力状况进行了计算分析。结果表明:在仿生人工关节囊中,最大应力发生在关节囊与股骨/胫骨相接触区域。仿生关节囊厚度对关节囊应力大小和分布的影响与运动状态有关:在静止站立状态,最大应力数值随囊厚增加而减小;在行走步态,最大应力数值随囊厚增加而增大。在不同情况下,最大应力数值都在所选用的关节囊材料的强度极限(9.97 MPa)范围内。