人工膝关节设计相关问题分析

人工膝关节置换术是通过金属和塑料来置换已完全或部分损坏了的膝关节。由于工业技术水平的提高和快速发展，我国从20世纪70年代开始了人工膝关节的研制和临床应用。随着医疗技术和人们生活水平的提高，人们对人工膝关节置换技术有了较深的认识，在临床上也得到了广泛的应用。人工膝关节置换术可明显减轻膝关节病症、矫正变形及改善关节功能。据不完全统计，如今全世界平均每年进行约50万例人工膝关节假体置换，我国每年也施行近万例人工膝关节置换手术，且数量逐年增加。人工膝关节置换术已经成为临床较常用的手术之一，其十年以上的临床优良率已达到90％以上。人工膝关节的设计需生物力学、材料学专业人员、骨科医师及其他工程技术人员的共同努力。     

外科植入物--骨关节假体材料的选择

外科植入物骨关节假体(俗称人工关节)是主要用于治疗畸形、疼痛或功能丧失等关节疾病的生物材料制品, 其临床应用广泛、效果显著。众所周知,产品的成功极大程度上依赖于选用的材料,人工关节材料的选择直接关系到人工关节在人体内是否能真正解除患者的疼痛、提供长期坚强、稳定的关节运动。按照正常人体骨骼需承受高达8倍于体重的压力、假体寿命期内长期处于低周疲劳状态及人体解剖和生物力学与组织环境的特异性分析,应用于人工关节材料的选择须充分体现物理学、化学、生物力学及临床科学的紧密结合。     

生物固定型股骨柄假体的几何系统设计

生物固定型股骨柄假体要达到取代病变骨组织、完成被替代部分的动力学功能的目的,就必须要求假体在结构设计上达到两个指标要求,即:与股骨髓腔良好的结构相容性(假体与股骨良好的匹配、稳定密合)和与骨组织的生物力学相容性。股骨柄假体几何设计体现了临床解剖学、统计学、材料力学、机械设计及计算机虚拟设计与分析等技术的综合应用,对设计者综合知识要求较高。股骨柄假体的几何设计是设计与评价相结合的并行工程,系统的思路对设计人员至关重要。文章从设计角度出发,为股骨柄的几何设计提供系统思路;基于数理统计原理,阐述股骨柄分型的方法;通过对人体股骨解剖及其生物力学环境特征分析探索出股骨柄几何形状确定的一般原则;并运用CAD/CAE虚拟设计与分析系统以及生物力学试验等必要的评价来说明股骨柄假体几何设计的系统思路。     

外科植入物骨关节假体材料的选择

目的:骨关节假体产品的成功极大程度上依赖于选用的材料,外科植入物骨关节假体材料的选择须充分体现物理学、化学、生物力学及临床科学的紧密结合,同时须考虑制造工艺的影响。探讨骨关节假体材料选择的系统依据具有重要意义。资料来源:计算机检索Pubmed数据库,搜索2006-04以前有关骨关节假体材料的文章,检索词“ArtificialJointMaterials,biomaterial”,限定文章语言种类为English;检索中国期刊全文数据库、万方数据2006-04以前的相关文章,检索词“人工关节材料,生物医学材料”;中国标准咨询服务网检索标准,关键词“外科植入物、Implantsforsurgery”;同时检索相关书籍。资料选择:对资料进行初审,选取符合研究要求的有关文章找全文。采用标准:①人工关节材料要求。②外科植入物人工关节相关标准。排除标准:重复研究。资料提炼:共收集到390篇国内外有关人工关节材料及骨骼的力学性能的文章及膝关节外形尺寸测量的文章,相关标准242份,排除重复或类似的同一研究,选取其中10篇具有代表性的文章与25份标准进行归纳总结。资料综合:①骨关节假体材料的选择须充分体现物理学、化学、生物力学及临床科学的紧密结合。②选择一种合适的骨关节置换材料需要进行两个基本的考虑:植入体的功能要求和与人体内的反应。③骨关节假体材料主要类别有:生物医学金属材料、生物医学无机非金属材料、生物陶瓷、生物医学复合材料等,各种材料须符合规定的国际或国家及行业标准。④材料的最终确定要兼顾标准、法规、战略导向的综合要求。结论:主要立足于工程学,从置换材料的临床要求、骨关节假体设计注意事项、常用生物医学材料的性能、与材料相关的产品注册及法规要求、材料标准选择的战略性等角度说明材料选择的基本原则,从而为骨关节假体设计人员提供材料选择所值得借鉴的系统思路。     

生物固定型股骨柄假体的几何系统设计

生物固定型股骨柄假体要达到取代病变骨组织、完成被替代部分的动力学功能的目的，就必须要求假体在结构设计上达到两个指标要求，即：与股骨髓腔良好的结构相容性（假体与股骨良好的匹配、稳定密合）和与骨组织的生物力学相容性。股骨柄假体几何设计体现了临床解剖学、统计学、材料力学、机械设计及计算机虚拟设计与分析等技术的综合应用，对设计者综合知识要求较高。股骨柄假体的几何设计是设计与评价相结合的并行工程，系统的思路对设计人员至关重要。文章从设计角度出发，为股骨柄的几何设计提供系统思路；基于数理统计原理，阐述股骨柄分型的方法：通过对人体股骨解剖及其生物力学环境特征分析探索出股骨柄几何形状确定的一般原则；并运用CAD／CAE虚拟设计与分析系统以及生物力学试验等必要的评价来说明股骨柄假体几何设计的系统思路。     

人工椎体和椎间盘在胸腰椎结核中的疗效

[目的]总结框架人工椎体和椎间盘在胸腰椎结核中应用目的疗效.[方法]2002年4月～2006年7月收治具有24个月以上完整随访资料目的脊柱结核33例,其中椎体置换28例,椎间盘5例.胸椎体结核T7～13例,胸腰段T12L1、24例,腰椎体结核L1～516例.完全截瘫4例,不完全截瘫8例,有马尾神经综合征10例.20例有后凸畸形15.～45,平均25.69°.并发浸润性肺结核23例,结核性胸膜炎和淋巴腺结核4.一期彻底切除病灶,恢复病椎骨膜功能,营造病椎局部良好血运环境目的基础上,撑开椎体、纠正脊柱后凸畸彤、固定并维持脊柱稳定性、植骨重建缺损椎骨目的骨性结构.术后定期X线和CT检查手术椎节稳定性、运动功能和融合情况.[结果]随访时间24～51个月,其中36个月以上21例,平均37个月.除1例病灶复发,2例完全截瘫患者未完全恢复外,余30例恢复.20例后凸畸形纠正角度15°～30°,平均纠21.03°.其他病人最后一次复查骨重建理想、人工椎体稳定,血沉、血象等基本正常,骨结核治愈率96.97%.[结论]在全程、规律、足量、联合目的抗结核化疗保护下,切除结核病灶,一期应用框架人工椎体或椎间盘治疗由胸腰椎结核引起目的骨缺损及其并发症是可行目的.     

外科植入物骨关节假体材料的选择

目的：骨关节假体产品的成功极大程度上依赖于选用的材料，外科植入物骨关节假体材料的选择须充分体现物理学、化学、生物力学及临床科学的紧密结合，同时须考虑制造工艺的影响。探讨骨关节假体材料选择的系统依据具有重要意义。 资料来源：计算机检索Pubmed数据库，搜索2006—04以前有关骨关节假体材料的文章，检索词“Artificial Joint Materials，biomaterial”，限定文章语言种类为English；检索中国期刊全文数据库、万方数据2006—04以前的相关文章，检索词“人工关节材料，生物医学材料”；中国标准咨询服务网检索标准，关键词“外科植入物、Implants for surgery”；同时检索相关书籍。 资料选择：对资料进行初审，选取符合研究要求的有关文章找全文。 采用标准：①人工关节材料要求。②外科植人物人工关节相关标准。排除标准：重复研究。 资料提炼：共收集到390篇国内外有关人工关节材料及骨骼的力学性能的文章及膝关节外形尺寸测量的文章，相关标准242份，排除重复或类似的同一研究，选取其中10篇具有代表性的文章与25份标准进行归纳总结。资料综合：①骨关节假体材料的选择须充分体现物理学、化学、生物力学及临床科学的紧密结合。②选择一种合适的骨关节置换材料需要进行两个基本的考虑：植入体的功能要求和与人体内的反应。③骨关节假体材料主要类别有：生物医学金属材料、生物医学无机非金属材料、生物陶瓷、生物医学复合材料等，各种材料须符合规定的国际或国家及行业标准。④材料的最终确定要兼顾标准、法规、战略导向的综合要求。 结论：主要立足于工程学，从置换材料的临床要求、骨关节假体设计注意事项、常用生物医学材料的性能、与材料相关的产品注册及法规要求、材料标准选择的战略性等角度说明材料选择的基本原则，从而为骨关节假体设计人员提供材料选择所值得借鉴的系统思路：     

国人生物固定型股骨柄假体几何设计系统方法

生物固定型股骨柄假体要达到取代病变骨组织、完成被替代部分的动力学功能的目的,就必须要求假体结构上满足两个特征,即:与股骨髓腔良好的结构相容性(假体与股骨良好的匹配、稳定密合)和与骨组织的生物力学相容性.目前,国产股骨柄基本上以仿制欧美柄型为主,因此,国人与西方人种之间股骨的解剖学统计差异直接影响到股骨柄的临床使用效果.本文从国人股骨几何解剖特征入手,详细阐述股骨柄分型的具体方法、股骨柄几何形状确定的一般原则,并运用CAD/CAE虚拟设计与分析系统以及生物力学试验等必要的评价来说明股骨柄假体几何设计的系统思路.