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自适应优化控制的人工髋关节磨损三坐标测量及评估方法 被引量:4
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作者 彭希锋 王玲 +6 位作者 杨文剑 赵元一 李涤尘 靳忠民 樊铂 董双鹏 张述 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期128-135,共8页
针对目前三坐标测量在人工髋关节磨损评估上重复测量误差较大和准确性不高的突出问题,提出了一种自适应优化控制的人工髋关节三坐标测量及磨损评估方法.该方法包括臼杯表面采样点云分布的磨损自适应设计,测量点触测矢量的优化控制以及... 针对目前三坐标测量在人工髋关节磨损评估上重复测量误差较大和准确性不高的突出问题,提出了一种自适应优化控制的人工髋关节三坐标测量及磨损评估方法.该方法包括臼杯表面采样点云分布的磨损自适应设计,测量点触测矢量的优化控制以及构建相同体积计算区域,并使用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)髋臼杯对该方法进行了验证.研究结果表明:与非相同体积计算区域方法相比,在低于原来一半的测量成本下,体积评估重复性偏差减小了49.3%;与随机的触测矢量方法相比,在同样的点密度下,体积评估精度提高了32.4%~46.7%;该方法的磨损评估结果与称量法对照,表现出了有效的相关性(R2=0.922 8);与称量法相比,该方法表现出磨损分布统计分析能力,为人工关节磨损分析和研究提供了更多的信息. 展开更多
关键词 人工髋关节 磨损评估 三坐标测量
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原位3-D打印技术的研究现状与未来 被引量:1
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作者 陈冬 刘亚雄 +3 位作者 贺健康 王振 马磊 靳忠民 《中国修复重建外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1428-1430,共3页
目的总结原位3-D打印技术的研究现状,分析未来发展趋势。方法检索目前国内外原位3-D打印技术的相关文献,并进行综合分析。结果目前原位3-D打印技术尚处于研究初期,主要集中于真皮组织修复和骨软骨组织修复,但实际应用于临床尚存在大量... 目的总结原位3-D打印技术的研究现状,分析未来发展趋势。方法检索目前国内外原位3-D打印技术的相关文献,并进行综合分析。结果目前原位3-D打印技术尚处于研究初期,主要集中于真皮组织修复和骨软骨组织修复,但实际应用于临床尚存在大量问题。结论随着原位3-D打印技术的发展,有望为患者提供实时的原位数字化设计与打印修复治疗,促进外科修复过程的及时性和微创性,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 3-D打印技术 原位打印 修复重建
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数字化设计与3-D打印技术在个性化医疗中的应用 被引量:33
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作者 秦勉 刘亚雄 +8 位作者 贺健康 王玲 连芩 李涤尘 靳忠民 何三虎 李刚 刘彦普 王臻 《中国修复重建外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期286-291,共6页
目的总结将数字化设计与3-D打印技术应用于个性化医疗中的研究进展。方法回顾分析西安交通大学及其合作单位近年来将数字化设计与3-D打印技术在个性化医疗中应用的相关研究资料和临床文献,并进行综合整理分析。结果基于3-D打印技术,根... 目的总结将数字化设计与3-D打印技术应用于个性化医疗中的研究进展。方法回顾分析西安交通大学及其合作单位近年来将数字化设计与3-D打印技术在个性化医疗中应用的相关研究资料和临床文献,并进行综合整理分析。结果基于3-D打印技术,根据患者具体病变设计并制造个性化内植物,能满足不同患者病变形状与功能的需要,解决人体组织的个性化修复问题,降低对医生经验水平的依赖,得到越来越多外科医生认可。西安交通大学在国内最早开发出商用3-D打印机,对个性化医用内植物的设计及制造进行了深入研究,已形成了完整的工艺流程,制定了产品质量标准,并成功应用于临床试验。结论 3-D打印技术制造的个性化医用内植物能实现个性化匹配,满足患者对功能和美学的要求,同时具有定位准确、连接稳定、强度高等优点。因此该技术在个性化内植物制造与应用方面有广泛应用前景。 展开更多
关键词 3-D打印技术 个性化医疗 医用内植物 临床应用
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基于 3-D 打印技术的软骨修复及软骨下骨重建 被引量:27
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作者 张维杰 连芩 +6 位作者 李涤尘 王坤正 靳忠民 边卫国 刘亚雄 贺健康 王玲 《中国修复重建外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期318-324,共7页
目的基于3-D打印技术探索骨软骨组织工程修复过程中,新生软骨下骨微结构参数变化规律及其与软骨修复间关系,为功能化组织工程软骨构建奠定基础。 方法应用3-D打印技术制备双相聚乙二醇/β-磷酸三钙骨软骨复合支架。取40只6月龄雄性新... 目的基于3-D打印技术探索骨软骨组织工程修复过程中,新生软骨下骨微结构参数变化规律及其与软骨修复间关系,为功能化组织工程软骨构建奠定基础。 方法应用3-D打印技术制备双相聚乙二醇/β-磷酸三钙骨软骨复合支架。取40只6月龄雄性新西兰白兔(体重2.5~3.5 kg),于右膝滑车部位建立直径4.8 mm、深7.5 mm骨软骨缺损模型,左侧不制备缺损为假手术组;将支架分别植入35只兔骨软骨缺损作为实验组,余5只不植入支架作为空白对照组。实验组和假手术组分别于术后1、2、4、8、16、24、52周,空白对照组于术后24周取材(n=5),行大体及组织学观察,并根据Wayne评分体系进行评分;行Micro-CT扫描及三维重建检测新生软骨下骨微结构参数:骨体积分数(bone volume fraction,BV/TV)、骨表面积分数(bone surface area fraction,BSA/BV)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁数量(trabecular number,Tb.N)及骨小梁分离度(trabecular spacing,Tb.Sp)。采用Pearson相关分析软骨下骨微结构参数与软骨修复大体及组织学评分间的相关性。 结果实验组术后软骨明显修复,52周时以透明软骨为主,出现潮线结构;Wayne评分显示,实验组24、52周评分均显著高于16周(P 〈 0.05),24周及52周间差异无统计学意义(P 〉 0.05);但各时间点实验组评分均低于假手术组(P 〈 0.05)。实验组修复的软骨下骨逐渐从缺损周围向中央迁移,24、52周时形成软骨下骨板结构。修复术后BV/TV、BSA/BV、Tb.N均呈“双峰”样变化过程,分别在2、16周达峰值;Tb.Sp变化规律与BV/TV、BSA/BV、Tb.N相反;Tb.Th整个过程中变化不明显。相关分析显示:BV/TV、BSA/BV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp与软骨修复大体及组织学评分之间均存在相关关系。 结论在兔绝对尺寸骨软骨缺损修复中,软骨下骨微结构参数与软骨修复 展开更多
关键词 3-D打印技术 组织工程软骨 软骨下骨 微结构参数 软骨修复
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3-D打印双管道聚乳酸/β-/-磷酸三钙生物陶瓷复合材料支架的力学性能研究 被引量:12
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作者 连芩 庄佩 +2 位作者 李常海 靳忠民 李涤尘 《中国修复重建外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期309-313,共5页
目的研究基于3-D打印技术制备双管道聚乳酸(polylactic acid,PLA)/β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)生物陶瓷复合材料支架(简称双管道复合支架)的方法,通过在陶瓷结构中灌注PLA提高支架强度,解决多孔生物陶瓷支架力学强度... 目的研究基于3-D打印技术制备双管道聚乳酸(polylactic acid,PLA)/β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)生物陶瓷复合材料支架(简称双管道复合支架)的方法,通过在陶瓷结构中灌注PLA提高支架强度,解决多孔生物陶瓷支架力学强度差的问题。方法首先设计具有互不连通初、次级双管道结构的支架,其中初级管道用于细胞附着、组织长入及营养物质代谢,次级管道灌注PLA来提高支架力学性能;然后采用3-D打印和凝胶注模法制造双管道复合支架。并制备标准样本,进行支架界面形貌、孔隙率、力学性能等检测,并与单管道多孔β-TCP生物陶瓷支架(简称单管道支架)进行比较。结果形貌观察发现,双管道复合支架次级管道内充满PLA,且PLA渗入至β-TCP生物陶瓷的微观孔隙内,形成了明显且致密的界面层。有限元分析结果显示双管道复合支架的压缩强度小于单管道支架,但力学压缩实验示其最大压缩强度(21.25±1.15)MPa显著高于单管道支架(9.76±0.64)MPa。结论基于3-D打印技术制造的双管道复合支架具有可控的多孔结构,力学性能明显增强,为实现骨支架多孔结构与支架承载强度的统一提供了新思路。 展开更多
关键词 3-D打印技术 双管道复合支架 聚乳酸 Β-磷酸三钙 力学性能
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基于3-D打印技术的韧带-骨复合支架制造与体内植入研究 被引量:8
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作者 张文友 贺健康 +4 位作者 李翔 刘亚雄 边卫国 李涤尘 靳忠民 《中国修复重建外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期314-317,共4页
目的为解决韧带重建手术中韧带移植物与宿主骨组织的固定问题,提出采用韧带-骨复合支架进行韧带修复重建的思路,探讨基于3-D打印技术的韧带-骨复合支架制造方法,通过动物实验评价其体内力学与生物学性能。方法采用三维设计软件设计骨支... 目的为解决韧带重建手术中韧带移植物与宿主骨组织的固定问题,提出采用韧带-骨复合支架进行韧带修复重建的思路,探讨基于3-D打印技术的韧带-骨复合支架制造方法,通过动物实验评价其体内力学与生物学性能。方法采用三维设计软件设计骨支架模型,通过布尔运算生成骨支架负型,用3-D打印技术制作骨支架负型树脂模具,将陶瓷浆料灌注入骨支架负型树脂模具中,凝固并高温烧结获得骨支架。将蚕丝纤维脱胶编织形成韧带支架,与骨支架用固定钉装配形成韧带-骨复合支架。将制备的韧带-骨复合支架植入10只4月龄健康家猪左膝关节前交叉韧带断裂位置,3个月后对再生韧带及韧带-骨界面进行生物力学检测和组织学观察,以仅保留前交叉韧带的右膝关节作为对照。结果生物力学检测显示,对照组前交叉韧带承受的最大拉伸力和蠕变量分别为(1 384±181)N和(0.74±0.21)mm,实验组植入后3个月韧带-骨复合支架分别为(370±103)N和(1.48±0.49)mm,比较差异均有统计学意义(t=11.617,P=0.000;t=—2.991,P=0.020)。HE染色示,实验组骨支架内部有新生骨形成,在韧带支架与宿主骨组织间形成了与自然韧带-骨界面相似的分层结构。结论基于3-D打印技术成功制备韧带-骨复合支架,并在猪体内初步实现了韧带-骨界面的再生。 展开更多
关键词 3-D打印技术 韧带 骨复合支架 骨组织工程
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共培养的大块组织工程肝构建及体内植入研究 被引量:3
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作者 曲晓丽 王敏 +4 位作者 贺健康 刘亚雄 周新民 李涤尘 靳忠民 《中国修复重建外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期325-330,共6页
目的选择大鼠成纤维细胞和原代肝细胞共培养于胶原水凝胶支架中,进行多细胞的大块组织工程肝构建及体内植入研究,以期构建长期存活的功能性肝组织。方法采用3-D打印技术制备硅胶模具,经成胶脱模制备胶原水凝胶支架。将大鼠肺成纤维细胞... 目的选择大鼠成纤维细胞和原代肝细胞共培养于胶原水凝胶支架中,进行多细胞的大块组织工程肝构建及体内植入研究,以期构建长期存活的功能性肝组织。方法采用3-D打印技术制备硅胶模具,经成胶脱模制备胶原水凝胶支架。将大鼠肺成纤维细胞与原代肝细胞以0.4∶1比例种植于该支架中(B组),以种植同密度单纯原代肝细胞为对照(A组)。体外培养1、3、7、14、21 d,观察细胞形态并检测肝功能(白蛋白和尿素分泌量)。取24只SD大鼠,采用皮下注射四氯化碳方法制备肝硬化模型,将A、B组组织工程肝分别植入大鼠腹腔大网膜内(n=12),植入后3、7、14、21、28 d行HE、细胞角蛋白18(cytokeratin 18,CK18)及ALB染色观察。结果体外实验中,与A组相比,B组肝细胞呈多边形,细胞核大且圆,肝功能表达旺盛,并且在7 d时聚团生长最多,7 d后白蛋白及尿素分泌量显著增高(P<0.05)。体内实验中,B组肝细胞能存活至28 d,白蛋白和尿素分泌也显著增多,细胞团聚成条索形,形成了类正常肝脏组织。结论多细胞大块组织工程肝体内植入时形成了类正常肝脏组织,并长期存活,为构建结构和功能更完整的组织工程肝奠定了基础。 展开更多
关键词 组织工程肝 3 D打印技术 胶原水凝胶支架 成纤维细胞 原代肝细胞 共培养 体内植入 大鼠
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