第3篇 骨科植入物设计学

第11章 骨科植入物设计中的数字技术

11.1 计算机图像处理与三维建模

11.1.1 医学图像处理基本原理与软件

11.1.2 患体软硬组织的三维建模

11.1.3 骨科植入物的数字设计

11.2 逆向工程

11.2.1 逆向工程定义及其在植入物设计中的应用

11.2.2 三坐标测量仪

11.2.3 三维激光扫描技术

11.2.4 点云数据的处理与建模

11.2.5 骨科植入物的反求

11.3 3D打印技术

11.3.1 3D打印技术基本原理

11.3.2 非金属3D打印技术

11.3.3 非金属3D打印技术在骨科植入物中的应用

11.3.4 金属直接3D打印技术

11.3.5 金属直接3D打印技术在骨科植入物中的应用

参考文献

第12章 人工髋关节设计

12.1 人工髋关节的发展历史与临床使用失效分析

12.1.1 人工髋关节的发展历史

12.1.2 中国人工关节制造业的发展

12.1.3 人工髋关节术后失效统计分析及面临的改进

12.2 典型髋关节假体的分类与结构

12.2.1 髋关节假体的分类与标准

12.2.2 全髋关节假体的典型结构

12.2.3 半髋关节假体结构

12.2.4 表面置换型髋关节假体结构

12.3 髋关节假体的结构设计

12.3.1 设计依据及相关参数

12.3.2 摩擦学设计

12.3.3 假体柄部的设计

12.3.4 髋臼假体设计

12.4 人工髋关节设计的有限元分析

12.4.1 “股骨-髋关节假体”系统有限元分析模型

12.4.2 柄部强度分析

12.4.3 应力遮挡分析

12.4.4 微动分析

12.4.5 髋臼的有限元分析

12.5 髋关节假体的细分设计

12.5.1 用于宿主骨缺损的髋关节假体

12.5.2 针对亚洲东、南地区市场的人工髋关节设计

12.5.3 表面置换髋关节假体的设计

12.6 人工髋关节技术的发展前景

参考文献

第13章 人工膝关节设计

13.1 人工膝关节的发展历史及面临的改进

13.1.1 人工膝关节的发展历史

13.1.2 现行的设计及相关标准体系

13.1.3 人工膝关节置换术后失效分析与面临的改进

13.2 典型膝关节假体的分类与结构

13.2.1 膝关节假体的分类

13.2.2 人工膝关节的基本结构

13.3 膝关节假体的结构设计

13.3.1 总体设计及基本参数确定

13.3.2 典型人工膝关节结构

13.3.3 股胫关节面的设计

13.3.4 髌股关节面的设计

13.3.5 膝关节假体组件间连接及假体-宿主骨界面的设计

13.4 膝关节假体设计的有限元分析

13.4.1 膝关节假体有限元建模

13.4.2 股胫关节假体有限元分析

13.4.3 髌股关节假体有限元分析

13.4.4 人工膝关节设计的生物力学分析

13.5 膝关节假体的细分设计

13.5.1 高约束型膝关节假体

13.5.2 大屈曲度膝关节假体

13.5.3 女性膝关节假体

13.5.4 单间室膝关节假体的设计

13.6 人工膝关节技术的发展前景

参考文献

第14章 其他人工关节设计

14.1 肩关节假体

14.1.1 技术发展历程

14.1.2 肩关节假体的结构类型

14.1.3 人工肩关节设计参数

14.2 肘关节假体

14.2.1 技术发展历程

14.2.2 人工肘关节的结构类型

14.3 腕关节假体

14.4 踝关节假体

14.4.1 技术发展历程

14.4.2 人工踝关节假体的基本结构与类型

14.4.3 人工踝关节置换的生物力学问题

14.5 技术的进一步发展

参考文献

第15章 脊柱类植入物设计

15.1 脊柱类植入物的发展简史

15.1.1 古代、中世纪和文艺复兴时期的脊柱外科

15.1.2 脊柱创伤与病变治疗技术的发展

15.1.3 脊柱畸形治疗技术的发展

15.1.4 脊柱融合与固定技术的发展

15.1.5 人工椎间盘和髓核技术的发展

15.2 脊柱植入物分类

15.3 颈椎内固定系统

15.3.1 颈椎后路内固定系统

15.3.2 颈椎前路内固定系统

15.4 胸腰椎后路内固定系统

15.4.1 椎弓根螺钉内固定系统

15.4.2 骶骨螺钉内固定系统

15.4.3 小关节螺钉内固定系统

15.4.4 骶髂关节螺钉融合系统

15.4.5 棘突融合钢板固定系统

15.5 脊柱内固定系统的有限元分析

15.6 椎间融合器

15.6.1 椎间融合器的诞生

15.6.2 椎间融合器的设计原理

15.6.3 常见椎间融合器类型

15.6.4 融合器力学性能有限元分析

15.7 人工颈椎间盘

15.7.1 发展历程

15.7.2 结构和材料设计

15.7.3 生物力学性能——离体颈椎标本研究

15.7.4 生物摩擦学性能——脊柱模拟器磨损评估方法

15.7.5 关节面配副选择和延寿设计

15.7.6 有限元方法的应用

15.7.7 人工颈椎间盘发展展望

15.8 人工腰椎间盘

15.8.1 发展现状

15.8.2 设计原理

15.8.3 不同种类人工腰椎间盘

15.8.4 人工腰椎间盘置换术生物力学分析

15.8.5 人工腰椎间盘生物摩擦学性能——脊柱模拟器磨损评估方法

15.8.6 发展趋势

15.9 基于3D打印技术的脊柱植入物

15.9.1 3D打印人工椎体

15.9.2 3D打印椎间融合器

15.9.3 脊柱前后固定的连接系统

参考文献

第16章 创伤类植入物设计

16.1 创伤骨科治疗的发展

16.1.1 骨折的力学机理

16.1.2 西方早期的骨折治疗技术

16.1.3 AO与BO

16.1.4 关于骨折愈合机理的认识

16.2 创伤类植入物的分类

16.2.1 针和钢丝

16.2.2 接骨板-螺钉系统

16.2.3 髓内钉系统

16.2.4 骨科外固定支架系统

16.3 接骨板的生物力学分析

16.4 接骨板的失效分析

16.4.1 接骨板失效分类

16.4.2 接骨板失效分析

16.4.3 改进措施

16.5 骨科创伤的微创治疗系统

16.6 创伤类植入器械的进一步发展

16.6.1 新材料的应用

16.6.2 计算机辅助微创技术

参考文献

第17章 个体化骨科植入物设计

17.1 个体化骨科植入物的临床需求与制造流程

17.1.1 个体化骨科植入物的临床需求

17.1.2 个体化骨科植入物的制造流程

17.2 个体化关节假体

17.2.1 个体化髋关节假体

17.2.2 个体化膝关节假体

17.2.3 个体化其他关节假体

17.3 个体化骨盆植入物

17.4 个体化骨缺损修复体

17.4.1 用于长干骨缺损的个体化骨修复体

17.4.2 用于颅颌面骨缺损的个体化骨修复体

17.4.3 个体化多孔钛骨修复体

17.5 个体化接骨板

17.6 个体化骨科手术工具

17.7 个体化骨科植入物的进一步发展

参考文献

第3篇 结束语 对未来骨科植入物设计的展望

第4篇 骨科植入物制造与检测技术

第18章 金属材料植入物毛坯成形工艺

18.1 锻造工艺及其在植入物毛坯制造中的应用

18.1.1 锻造工艺

18.1.2 锻造设备

18.1.3 特种锻造工艺

18.1.4 锻后工序

18.1.5 骨科植入物的锻造

18.2 冲压工艺及其在植入物毛坯制造中的应用

18.2.1 冲压工艺

18.2.2 冲压工艺在骨科植入物制造中的应用

18.3 铸造工艺及其在植入物毛坯制造中的应用

18.3.1 铸造工艺

18.3.2 熔模铸造

18.3.3 钴铬钼合金熔模铸造工艺和技术

18.3.4 人工关节毛坯的熔模铸造

参考文献

第19章 金属植入物的机械加工工艺

19.1 刀具

19.1.1 刀具材料的基本要求

19.1.2 高速钢刀具

19.1.3 硬质合金刀具

19.1.4 金属陶瓷刀具

19.1.5 陶瓷刀具

19.2 切削液

19.2.1 植入物机械加工中对切削液的共性要求

19.2.2 不同植入物材料对切削液的要求

19.2.3 特殊切削过程的润滑要求

19.2.4 切削液对植入物清洗的影响

19.2.5 切削液的日常维护

19.3 金属植入物的机械加工工艺

19.3.1 钛合金的切削加工

19.3.2 钴铬钼合金的切削加工

19.3.3 医用不锈钢的切削加工

19.4 骨科植入物回转件加工工艺

19.4.1 加工要点与现代加工设备

19.4.2 现代加工工艺

参考文献

第20章 金属植入物的后续处理工艺

20.1 金属植入物材料的表面处理工艺

20.1.1 钛及钛合金表面阳极氧化工艺

20.1.2 不锈钢表面处理

20.2 骨科植入物的多孔表面制作

20.2.1 烧结型多孔表面

20.2.2 喷涂型多孔表面

20.2.3 HA型多孔表面

20.2.4 金属3D打印多孔表面

20.3 金属植入物成品的后续处理

20.3.1 成品的激光打标

20.3.2 成品的清洗

20.3.3 成品的包装

20.3.4 成品的灭菌

20.3.5 成品的储存

参考文献

第21章 高分子材料植入物制造工艺

21.1 超高分子量聚乙烯粉料

21.1.1 粉料生成技术

20.1.2 粉料的种类与牌号

21.2 超高分子量聚乙烯型材

21.2.1 型材的生产工艺

21.2.2 型材物理性能要求

21.2.3 产品生产及检验

21.2.4 型材的种类与牌号

21.3 超高分子量聚乙烯植入物的成形工艺

21.3.1 超高分子量聚乙烯植入物的直接压铸成形

21.3.2 超高分子量聚乙烯植入物的切削加工工艺

21.4 改性类超高分子量聚乙烯材料的应用

21.4.1 高交联超高分子量聚乙烯的应用

21.4.2 掺混维生素E聚乙烯的应用

21.4.3 添加抗氧化剂聚乙烯的应用（AO产品）

21.5 超高分子量聚乙烯产品检测

21.5.1 试样准备与试样标准

21.5.2 检测标准和可追溯性

21.6 超高分子量聚乙烯产品的后续处理

21.6.1 成品部件的清洗

21.6.2 成品的灭菌

21.6.3 成品标记的激光打印

21.6.4 成品的包装

21.6.5 成品的储存与货架期（保质期）

21.7 骨科手术器械（手术工具）中所用高分子材料

21.7.1 高分子材料性能金字塔

21.7.2 骨科手术器械（工具）所用材料

21.7.3 人工关节中试模材料的选用

21.7.4 创伤器械中瞄准器和外固定支架材料的选用

21.7.5 器械箱及托盘材料的选用

21.7.6 器械手柄材料的选用

21.8 医用PEEK材料加工

参考文献

第22章 骨科植入物产品的检测标准和质量控制

22.1 骨接合植入物

22.1.1 国内外标准

22.1.2 国际上通用的生物力学试验

22.1.3 国内现行的评估体系

22.2 关节置换植入物

22.2.1 国内外标准

22.2.2 国际上通用的生物力学试验

22.2.3 国内现行的评估体系

22.3 骨科植入物产品的取出与分析

参考文献

第4篇 结束语 骨科植入物制造技术展望

索引