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生物医学工程学杂志 2006年第1期23卷 93-96页

作者：吴尧虞奇峰唐敏杨帮成李虎张兴栋四川大学生物材料工程研究中心成都610064

为解决经皮器械在负重条件下的长期稳定和经皮密封问题,本文对比研究了阳极氧化表面以及光滑表面的纯钛种植体经皮植入动物体内的情况,并同时将人皮肤表皮细胞接种于这两种表面上进行培养,初步探讨了阳极氧化活化处理后的纯钛金属作为... 详细信息

为解决经皮器械在负重条件下的长期稳定和经皮密封问题,本文对比研究了阳极氧化表面以及光滑表面的纯钛种植体经皮植入动物体内的情况,并同时将人皮肤表皮细胞接种于这两种表面上进行培养,初步探讨了阳极氧化活化处理后的纯钛金属作为经皮植入体的可能性。结果表明:经皮部分钛金属的光滑表面与阳极氧化的微观粗糙表面对于术后炎性反应的影响无明显差异,阳极氧化活化表面不仅能与骨形成牢固结合,而且也可以与皮下组织紧密贴附。同时,在体内种植体表面形成的钙磷层可能也是形成经皮密封的原因之一,阳极氧化活化钛的微孔粗糙表面对表皮也有一定的锁合固定作用。因此阳极氧化的表面活化方法有可能成为有效的解决经皮生物密封的活化方法之一。

关键词：阳极氧化钛上皮移行生物密封

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植入性大腿假肢经皮器件的有限元分析及初步动物实验

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作者：郑立四川大学

学位级别：硕士

本文在查阅分析大量的文献基础上，针对大腿假肢植入性经皮器件动态生物密封和长期使用下骨质疏松的难题，提出了一种新型植入性经皮器件：采用多段式骨植入体结构，在保证其稳定性的同时，减少与骨整合的区域，降低应力屏蔽，另外采用... 详细信息

本文在查阅分析大量的文献基础上，针对大腿假肢植入性经皮器件动态生物密封和长期使用下骨质疏松的难题，提出了一种新型植入性经皮器件：采用多段式骨植入体结构，在保证其稳定性的同时，减少与骨整合的区域，降低应力屏蔽，另外采用网孔弧形罩屏蔽肌肉运动应力对经皮密封部位的影响，有利于动态生物密封的实现。基于人体股骨CT和生理数据，在步态情况下对不同截肢部位植入性经皮器件骨植入体及周围骨应力进行有限元分析，对设计进行了评价和优化，并以狗为动物实验模型，进行实验验证，通过本文研究得出以下结论： 1．模型和加载条件的近似程度对有限元分析结果有较大的影响通过对轴对称模型和基于CT数据重建模型，以及轴向简化加载和步态最大生理加载条件的分析，得出轴对称模型和轴向加载计算结果与实际情况有较大的偏差;从CT数据出发，建立了较准确的有限元分析模型，且采用后倾14度，最大生理载荷加载，符合人体步行最大加载生理姿态，约束和近似条件与实际情况接近，对不同截肢部位下植入性大腿假肢一段式骨内植入段的应力分布进行了分析研究，所得结果与真实情况接近。 2．多段式骨植入体的设计及结构优化显著降低应力屏蔽有限元结果表明新型的多段式骨内植入体周围应力屏蔽相比于传统一段式植入体得到了有效减轻，与健康自然骨应力分布更为接近，尤其是在股骨远端。多段式结构股骨远端部位和植入体末端部位的骨整合段长度在接近1cm左右下周围骨应力与正常骨水平最接近，总长在9cm以上有利于缓解植入体末端骨整合段周围的应力集中。由于多段式植入体总长的保持以及结构强度的较小改变，使得植入体的稳定性得到了很好的保证。为了快速、方便的获得结果，采用的股骨模型、加载条件等简化条件，尽管所得结果与实际有一定偏差，但在等同条件下对新型植入体与传统植入体进行比较，其分析结果是有效的。 3．较真实条件模拟下，有限元结果表明不同截肢部位多段式骨植入体周围应力屏蔽明显改善基于CT数据建立股骨模型，选择人体步行最大生理载荷条件下，采用有限元分析方法，在不同截肢部位下对优化的多段式植入体进行进一步的分析研究，结果表明，不同截肢部位新型多段式骨内植入体周围骨应力分布状况有一定差异，但应力屏蔽的程度相比于同一截肢部位下一段式植入体得到了有效减轻，与健康自然骨应力分布更接近，尤其在植入体附近部位。 4．网孔弧形罩经皮器件的设计及通过初步的生物学评价进行结构优化以满足生物密封要求经皮部件设计采用新型的网孔弧型罩结构，能与组织形成牢固结合，起到固定软组织的作用，具有钛板的强度，可屏蔽肌肉收缩产生的应力对经皮密封部位的不利影响。弧形的设计，使植入体与组织充分接触促进结合。经皮部分设计采用凹槽结构，可以防止经皮移行。为验证网孔弧形罩结构的生物学性能，进辛了了相关动物实验和生物学评价，结果表明，皮下植入部分采用HA喷涂处理的钦合金为材料，3mm的孔径、lmm的厚度以及两步植入手术过程中90天的愈合期对植入体一组织结合的较为有利。 5，采用多段式骨植入体和网孔弧形罩结构的植入式假肢的动物实验初步结果表明设计的合理性以后腿截肢的狗作为动物实验模型，根据本文研究结果，设计并进行了植入性经皮器件的动物实验，采用两步植入手术方法，愈合期间的x光片结果表明，植入一个月后，植入式假肢能保持良好的稳定性，初步证明了骨内植入体和经皮部件设计的合理性。实验动物同时截肢和假肢修复，能获得更好的效果;而截肢一段时间后修复，股骨残端有骨质疏松现象发生，是不利于植入式假肢使用的因素。关键词:植入性经皮器件生物密封骨质疏松多段式骨植入体软组织固定有限元分析动物实验

关键词：植入性经皮器件生物密封骨质疏松多段式骨植入体软组织固定有限元分析动物实验

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植入性大腿假肢经皮密封部位的动态应力分析及其初步动物实验研究

植入性大腿假肢经皮密封部位的动态应力分析及其初步动物实验研究

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作者：黄南翔四川大学

学位级别：硕士

目的：通过理论计算与实验相结合的方法得到符合人体大腿残肢经皮器件的结构设计，使其能满足人体生理状态下经皮密封所需的生物力学要求，为植入性假肢的研究提供条件，并为进一步的临床试验提供依据和奠定基础。方法：①建立经皮器件... 详细信息

目的：通过理论计算与实验相结合的方法得到符合人体大腿残肢经皮器件的结构设计，使其能满足人体生理状态下经皮密封所需的生物力学要求，为植入性假肢的研究提供条件，并为进一步的临床试验提供依据和奠定基础。方法：①建立经皮器件以及临近软组织的FEA(有限元)模型，对不同结构形态的经皮器件在人体生理活动情况下，经皮器件-软组织界面与附近软组织应力分布进行理论计算和分析，采用FEA技术对经皮器件结构参数进行分析和优化。②将力学特性较好的经皮器件通过标准动物(狗)实验进行生物学研究，对生物密封的效果进行评价。结果：①传统直杆状经皮器件的最大应力位于经皮处，新型带孔弧形圆盘状经皮器件，最大应力位于软组织固定圆盘边缘，经皮处应力值明显降低，有利于形成经皮处静态的力学环境;②对网孔弧形圆盘经皮器件进行结构优化显示：残肢直径为160mm、圆盘直径为104mm时，网孔圆盘孔径为20mm、孔间距为20mm在经皮部位产生的应力值为最小。③初步动物实验显示：经皮器件固定牢固，无感染、脱落迹象。结论：①带孔弧形圆盘状经皮器件与传统直杆状经皮器件相比，经皮处应力值明显降低，从而为经皮密封提供了良好的力学环境，有利于生物密封的实现。②网孔圆盘孔径为20mm、孔间距为20mm的设计力学特性较好。③初步动物实验初步证明了经皮器件设计的合理性。

关键词：植入性经皮器件生物密封有限元分析带孔弧形圆盘动物实验

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植入性大腿假肢经皮密封部位的动态应力分析

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西部医学 2010年第10期22卷 1802-1804页

作者：黄南翔屠重棋刘清毅林宏李伟南充市中心医院骨科川北医学院第二临床医学院四川南充637000 四川大学华西医院骨科四川成都610041

目的验证带孔弧形圆盘经皮器件设计的合理性。方法通过对不同结构形态的经皮器件在人体生理活动情况下,经皮器件-软组织界面与附近软组织应力分布进行理论计算和分析,并对经皮器件结构参数进行分析和优化。结果带孔弧形圆盘状经皮器件... 详细信息

目的验证带孔弧形圆盘经皮器件设计的合理性。方法通过对不同结构形态的经皮器件在人体生理活动情况下,经皮器件-软组织界面与附近软组织应力分布进行理论计算和分析,并对经皮器件结构参数进行分析和优化。结果带孔弧形圆盘状经皮器件生物力学性能良好,利于生物密封;网孔圆盘孔径为20mm、孔间距为20mm的设计力学特性较好。结论初步证明了带孔弧形圆盘经皮器件设计的合理性。

关键词：植入性经皮器件生物密封有限元分析带孔弧形圆盘

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