摘要：支架结构设计是组织工程化人工骨设计的重要内容之一,本文对金属与陶瓷材料构成的复合结构人工骨中金属支架的设计进行了研究.通过对髋关节置换后假体与股骨之间力的传递规律进行数值模拟研究,采用分截面分析、网格密度逐渐减小的设计方法,对复合结构人工骨中的金属支架结构进行了设计.通过对6种不同网格密度金属支架的受力情况进行对比分析,设计出了力学特性符合股骨受力规律的金属支架结构.

摘要：目的探讨利用3D打印技术制备的骨水泥塑型器在骨水泥填充修复四肢骨缺损手术中的应用价值。方法2015年2月-2016年3月，收治四肢骨缺损患者13例。男9例，女4例；年龄20～58岁，平均38．4岁。慢性骨髓炎7例，骨结核3例，骨肿瘤2例，骨缺血性坏死1例。病变部位：肱骨3例，股骨4例，胫骨6例。骨缺损长度为4．5。8．9cm，平均6．7cm。术前采用Mimics10．01软件设计骨水泥植入物数字模型，3-matic软件设计骨水泥塑型器模块，并3D打印。术中病变骨组织切除后，将骨水泥填充至骨水泥塑型器，制备骨水泥植入物并修复缺损。结果ImageT软件测量示经镜像还原的数字模型与骨接触面匹配指数为95．1％-97．4％，平均96．3％；骨水泥植入物与骨接触面匹配指数为91．2％～94．7％，平均93．2％。骨水泥植入物和塑型器分离过程中未出现骨水泥碎裂及脱落，塑型一次成功。术后切口均I期愈合。患者均获随访，随访时间5—17个月，平均9．4个月。x线片复查示，骨水泥植入物位置良好，无断裂发生；无周围骨折等并发症发生。结论采用3D打印骨水泥塑型器可缩短手术时间，其个性化塑型的骨水泥植入物与周围骨与软组织较匹配，不仅有效避免了术中二次调整，还更加符合术区生物力学传导分布。

摘要：研究了一种将正向三维建模与逆向工程建模相结合的混合建模方法,用来进行金属植入物三维CAD建模。以解剖型接骨板为例,利用参数化设计法进行接骨板规则部分的三维建模,利用逆向工程技术对接骨板具有解剖学特征的部分进行逆向工程建模,再利用三坐标测量仪构建对齐参考线,并在UG中进行正、逆两部分三维CAD模型的拼接。利用建立的骨科内植物三维模型开展了虚拟手术、生物力学分析,以及利用3D打印制作模型用于术前模拟等应用,取得了良好的效果。

摘要：以股骨干骨折的接骨板内固定方式为研究对象,开发了一个综合性的生物力学实验。在传统静态应变仪采集应变片数据的基础上,结合三维数字散斑动态应变测量系统分析接骨板固定骨折的股骨在压力载荷的作用下发生的变形、接骨板及骨上的应力分布特点。实验结果显示:当螺钉数量较少时,接骨板的弯曲变形增大,增加了接骨板塑性变形及疲劳断裂的可能性;骨折断口下侧的螺钉的应力明显高于上侧的螺钉,因过载导致塑性变形及疲劳断裂的可能性大。该实验有利于提高学生分析处理问题能力,激发了学生的科研积极性。

摘要：介绍了先进制造技术综合性创新实验的开发思路、实验内容、实施方法以及达到的效果。该综合性实验围绕"计算机辅助设计、数控加工、三坐标测量仪检测"这一过程,将先进制造技术的相关专业课程的理论知识与实践结合起来,充分调动了学生的积极性,提高了学生的动手能力,培养了学生在实践中的解决工程问题的能力。

摘要：人工关节材料表面的摩擦学性能和生物学性能一直是制约其使用性能及服役时间的关键因素。表面织构是指采用合适的加工工艺,不改变材料本身的条件下,在其表面制备特定形状、排布和尺寸的微结构阵列,以获得特殊的表面性能,合理的表面织构化设计已被证明具有改善摩擦及生物学性能的能力,但尚未形成明确的设计准则。讨论了表面织构对摩擦学性能与生物学性能的影响,并对织构化人工关节下一步的研究工作进行了展望。

摘要：为了研究钛合金网架的置入对所设计的钛合金-生物陶瓷复合结构人工骨支架的影响,利用Ansys软件建立了钛合金网架、生物陶瓷支架及复合结构人工骨支架,分析了复合结构的力学性能,以及钛合金网架的横梁和立柱的直径及受力面积对支架力学性能的影响。结果表明:钛合金网架结构的置入有助于提高复合结构支架的力学性能,增加钛合金立柱的列数与直径有助于提高生物陶瓷支架的力学性能。

摘要：开发了基于3D打印模型的快速模具制造实验,说明了实验的开发思路、实验内容、实验过程的实施及效果。以3D打印模型为“母模”,制作硅橡胶模具、石膏模具、砂型模具等快速模具。加深了对计算机辅助设计与制造技术、先进制造技术、铸造工艺技术等理论课程的认识,给学生提供了综合性的实验平台,不仅提高了学生的实践动手能力、创新能力、解决工程问题的能力,而且进一步提高了学生在创新实验过程中的自主性、积极性。

摘要：利用3D打印技术制作了定制化的骨缺损替代物塑型器,并通过三坐标测量仪对基于该塑型器制备出来的模型进行测量,与手工制作的骨缺损替代物模型和基于患者的CT数据重构的三维模型进行对比。结果表明:基于塑型器制作的骨水泥模型与重构的三维模型的误差小于1.96%,而手工制作的骨水泥与重构的三维模型的误差为24.7%。采用3D打印制作定制化骨水泥塑型模具,不但能提高骨水泥模型与患侧部位形状的相似程度,而且能有效避免在术中多次调整植入物大小和位置而导致的患者二次创伤,从而提高手术的安全性。

摘要：针对机械类专业在设计教学环节中存在的一些问题,介绍了利用快速成形技术在课程设计、毕业设计等环节中的应用,以及对提高学生设计质量的作用。