具有钛框架增强结构的人工骨的降解规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)复合骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷，提出一种钛框架／CPC／BMP复合结构的人工骨，并通过长达半年的动物实验及后续分析研究其降解规律，得出了这种植入体降解的动力学模型．研究表明：在植入动物体内后，CPC的孔隙率按对数规律递增，靠近植入体表面的孔隙     

加压型假肢骨内植入体的设计及其生物力学研究

提出了一种加压型假肢骨内植入体的设计,并对该植入体的生物力学特性进行评价.借鉴预加压固定技术,设计并制造出加压型假肢骨内植入体模型.运用应变电测量技术和原理,比较研究加压型骨内植入体与传统螺纹型骨内植入体对周围骨组织应力遮挡程度的差异.结果:加压型骨内植入体的应力分布与正常状态接近,而两种植入体间除远离假体的L4、M4点外,其余各测量点均有显著性差异(P＜0.01).结论:加压型假肢骨内植入体较传统骨内植入体具有更优良的生物力学特性,能有效地减少甚至避免应力遮挡效应的发生.     

钛合金经皮植入式假肢骨内固定植入体表面经生物陶瓷改性后与骨整合的研究

通过对钛合金经皮植入式假肢的的骨内固定植入体表面进行生物陶瓷改性,以研究经改性过的植入体与其宿主骨整合的能力.采用羟基磷灰石喷涂和微弧氧化两种生物陶瓷改性工艺,对骨内固定植入体进行改性处理,将改性过的植入体植入山羊后腿胫骨,术后8周取标本行组织学观察,见两种生物陶瓷改性的植入体均可与宿主骨形成严密整合.计算宿主骨组织与植入体整合率,发现经生物陶瓷表面改性的植入体与宿主骨组织整合率显著高于未经生物改性的对照组植入体(p＜0.01),而羟基磷灰石喷涂组和微弧氧化组与宿主骨整合率的差别无统计学意义(p＞0.05),说明羟基磷灰石和微弧氧化两种陶瓷层都具有很强的诱导骨生成能力,经其表面改性的骨内固定植入体能与宿主骨形成紧密整合.     

层状仿生生物活性人工软骨植入体的数字散斑相关分析

制备了一种仿生层状人工软骨/骨复合植入体,可将软骨植入体与宿主软骨的连接转变为骨-骨的界面结合,提高植入软骨固定效果.采用数字散斑等方法对仿生层状人工关节软骨/骨复合植入体的生物力学性能进行研究,比较了松质骨,PVA/骨复合体以及PVA-BG复合体在不同载荷作用下的位移变化,并从微观变形角度探讨了人工软骨/骨复合植入体中软骨层厚度对缓冲内部应力的作用.     

具有钛框架增强结构人工骨的降解规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)复合骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷,提出了一种钛框架-CPC-BMP复合结构的人工骨,并通过长达半年的动物实验及后续分析研究其降解规律,得出了这种植入体降解的动力学模型.研究表明,CPC在植入动物体内后,其孔隙率按对数规律递增,靠近植入体表面的孔隙率明显低于其内部的孔隙率,植入体与骨接壤的端部界面因大块降解而呈现出中凸状的推进曲线,钛框架上小孔处的孔隙率明显高于无孔处的孔隙率.钛框架能有效提高植入体的整体强度,同时对CPC的整体降解速度没有明显影响,因此该复合植入体在大段骨修复中具有很高的临床应用价值.这些结论也为设计钛框架的形状提供了实验依据.     

钛框架/CPC/BMP复合人工骨的钙磷碳变化规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)/骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷,提出一种钛框架/CPC/BMP复合结构的植入体,参考犬桡骨半月形断面及尺寸,利用计算机辅助设计与加工方法完成了相似形状的钛框架设计与制造,并将糊状CPC填充晾干后植入犬桡骨部位.通过动物实验,分析研究了钙磷碳的变化规律,得出了植入体钙磷碳变化模型.研究表明:植入体内的碳含量按二次抛物线增长,钙和磷的含量按线性规律递减,钙磷比则保持稳定;钛框架上有孔处的钙磷碳变化效率明显高于无孔处的变化效率.研究结果不仅为设计钛框架的形状提供了依据,而且证实了这种植入体的钛框架在不明显影响降解速度的条件下具有较好的支撑作用,因此扩大了CPC的临床应用范围.     

基于51单片机的段式液晶的显示器的驱动设计

介绍了段式液晶的工作原理,并探讨了几种常用的驱动方式,同时给出了通过51单片机驱动段式液晶显示的硬件原理和驱动程序.由于实现了以软件为主的驱动方式,为51单片机在仪器仪表等需要段式液晶显示领域的应用提供了一种简单实用的解决方案.     

个性化下颌钛支架植入体的设计与生物力学评价

基于CT断层扫描图像数据,利用CAD、有限元分析技术重建正常下颌骨的三维几何、有限元模型.对模型进行分割,模拟下颌骨右侧体部缺损,参照天然下颌骨几何形态设计下颌钛支架植入体,并对其重建下颌骨的生物力学效果进行三维有限元分析.结果表明,钛支架植入体在咀嚼力作用下,义齿基桩颈部及预留种植孔周围应力较大,其他部位应力值较低且分布均匀;颈部的应力值随孔道直径的增加而明显降低,基桩高度与预留孔道深度的比例变化对应力大小及分布特性基本没有影响;钛支架植入体重建下颌骨在咀嚼力作用下,支架的应力比自然骨应力大1个数量级,呈现明显的应力遮挡效应;根据钛支架植入体上的应力分布状态对其进行镂孔设计,应力分析结果显示其强度依然满足功能要求.由以上分析结果可知,义齿预留孔道的深度在保证螺纹强度的前提下,可尽量减小,以减小钛支架的体积;钛支架植入体的镂孔设计在满足功能强度前提下,可以降低其整体尺寸,同时提高其结构生物相容性和临床实用性.     

增材制造医用多孔钛合金研究与应用现状

钛合金具有良好的力学性能和生物相容性,被认为是一种理想的植入体材料。但致密钛合金的弹性模量较高,在植入人体后与骨之间存在应力遮挡现象,易引发植入体松动。采用增材制造技术制备的多孔钛合金能够很好地解决这一问题。从多孔结构的设计方法与增材制造的原理入手,综述了增材制造多孔钛合金在力学性能方面的研究现状以及在生物医疗领域的研究与应用进展,并对其未来的发展趋势进行了展望,指出今后可在以下4方面对医用多孔钛合金展开深入研究：1）研发更先进的成型设备以提高多孔钛合金的成型质量与成型效率;2）对多孔结构进行仿生化设计,将高力学性能与高生物性能有机结合;3）通过对Gibson-Ashby模型进行修正,可获得更为准确的力学性能预测结果;4）开发新型钛合金材料以提高多孔钛合金的生物相容性。     

可诱导组织再生骨植入材料的研究进展

第三代骨修复和植入材料除了要满足生物相容性、力学相容性等要求,同时还要求具备骨传导、骨诱导和可控降解等特性,以实现骨组织的诱导再生。笔者通过梳理相关文献,从骨植入材料的分类、生物相容性、力学特性、拓扑结构、可控降解、组织诱导再生、加工制备及表面处理等方面对近年来可诱导组织再生骨植入材料的研究现状及最新动态进行了阐述,提出可控金属增材制造技术可能是未来骨植入材料加工制备的重要发展方向;将活性陶瓷与多孔钛基体高质量结合,在保证力学性能的基础上对骨植入体进行降解速率调控,将是实现骨植入材料组织诱导再生的关键。     

仿生种植牙模型的三维有限元分析与结构优化

目的:研究不同弹性模量和厚度的仿生牙周膜对仿生种植牙模型骨界面应力分布的影响,优化仿生种植牙模型的结构.方法:对仿生种植牙三维有限元模型施加100N的载荷,应用三维有限元方法,分别对6种不同弹性模量和5种不同厚度的仿生牙周膜的仿生种植牙三维有限元模型的骨界面进行应力分析.结果:当仿生牙周膜弹性模量为689MPa、膜厚0.25mm左右时,骨界面上的应力最小且分布均匀.结论:在仿生种植牙模型中,取仿生牙周膜厚为0.25mm、弹性模量为689MPa时,能达到模型的结构优化.     

正常咬合与错颌畸形磁性覆盖义齿种植体生物力学比较分析

对正常咬合和错颌畸形情况下下颌骨在种植体支持下的生物力学响应进行了对比研究.通过建立磁性附着体下颌覆盖义齿的三维有限元模型,分正常咬合和异常咬合两种情况在右第一磨牙上施加垂直向下的载荷,记录种植体周围骨及黏膜的生物力学性能.在错颌畸形的情况下,种植体周围骨的最大等效应变略大于正常咬合情况,但都在生理耐受阈值内.黏膜在圆...     

生物压电陶瓷复合种植材料的微观结构表征

对生物压电陶瓷复合种植材料（ＨＡＢＴ）进行研究的结果表明，该材料不仅具有与人体组织的生物相容性和力学相容性，而且具有相似于人体自然骨所具有的压电性。采用Ｘ－射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、热分析仪和扫描电镜等分析手段，对该材料进行了微观结构的表征。并对其结果进行了探讨。     

上颌骨缺损颧种植体功能设计及生物力学评价

利用Branemark颧骨种植体,结合显微外科骨移植技术重建半侧缺损和全缺损上颌骨的形态和功能,并对重建的生物力学效果进行评价.基于CT扫描和图像及图形处理技术,建立标准人的模块化颅骨三维几何和有限元力学模型.基于该模型,模拟不同颌面骨缺损状态,设计上颌骨半侧和全缺损颧种植体长度、植入位置、植入方向,及常规种植体分布和数量,并利用有限元方法评价该设计的生物力学性能.结果表明,腓骨移植Branemark颧骨种植体种植修复半、全侧上颌缺损模型的应力分布中,应力最大值出现在颧种植体植入颧骨的颈部,颧种植体上应力值较周围支持组织的大,起到了颧突支柱对牙合力的传导作用;种植体结构中弯曲变化的位移不明显,并且种植体整体位移在颧骨附近逐渐减小为零.故腓骨重建颧种植修复上颌骨缺损方法能够有效传导牙合力,其周围支持组织具有良好的应力分布,是一种安全有效修复上颌缺损、恢复咀嚼功能的临床方法.     

生物压电陶瓷复合种植材料的制备与性能研究

研究了一种新型的人工生物压电陶瓷复合种植材料－ＨＡＢＴ生物压电陶瓷。对该种材料的压电性能、力学性能、热学性能、化学性能和生物学性能进行了初步考察和动物试验。结果表明，该材料既具有与人体组织相近的生物相容性和力学相容性，又具有相似于人体自然骨的压电性。该材料还能诱导骨组织的生长，符合生物安全性检测要求。     

人工种植牙的应力分析

阐述了用全息光弹性法对人工种植牙及牙槽骨的应力分析，给出了植体与牙槽骨之间的界面应力分布和应力集中的研究结果，为人工种植牙的选型提出了建议。     

显微损伤修复过程中骨组织纳米力学性能的变化

人工关节置换、骨折内固定等骨科植入物手术会在其周围造成显微损伤,这些机械性显微损伤会降低植入物周围骨的质量,影响其与植入物界面之间的结合强度,并进而影响植入物的长期稳定性.通过在山羊胫骨植入螺钉建立显微损伤模型,比较螺钉植入近端和远端两种不同情况下机械性显微损伤的产生和修复,以及修复过程中骨微观力学性能和骨组织元素成分的变化.结果发现:显微损伤产生和修复过程中,局部骨组织的硬度和弹性模量都呈现下降趋势;随着显微损伤修复的逐渐完成,其微观力学性能又有所恢复.     

有限元法在口腔种植修复中的应用

采用ANSYS软件对口腔种植修复上部结构进行有限元静力分析 .建立了下颌骨、邻牙、种植体及上部构造的三维正交各向异性模型 .由应力云图分析了单颗种植义齿在 3种不同牙尖斜度设计的条件下对种植修复的影响 ,为指导种植修复临床 ,提高种植修复的成功率 ,提供了理论依据 .