骨科植入物是骨外科治療中廣泛使用的醫(yī)療器械，它的品質(zhì)對(duì)治療效果具有重要的作用。在骨科學(xué)與工程學(xué)長(zhǎng)期交叉融合的基礎(chǔ)上，骨科植入物的設(shè)計(jì)制造已形成完整的知識(shí)體系�！豆强浦踩胛锕こ虒W(xué)（套裝上下冊(cè)）》分上、下冊(cè)，由四篇組成：在第1篇基礎(chǔ)理論中，闡述了人體骨肌系統(tǒng)生物力學(xué)與生物摩擦學(xué)；在第2篇生物材料學(xué)中，闡述了骨科植入物所用傳統(tǒng)材料譜系和新材料的特點(diǎn)及應(yīng)用前景；在第3篇植入物設(shè)計(jì)中，闡述了創(chuàng)傷、脊柱、關(guān)節(jié)三大類植入物的設(shè)計(jì)原理及相關(guān)數(shù)據(jù)資料；在第4篇植入物制造工藝學(xué)中，分別闡述了金屬與高分子材料加工以及特有的后處理技術(shù)。全書由王成燾教授帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，并邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)專家共同撰寫，其中有關(guān)植入物產(chǎn)品檢測(cè)的內(nèi)容，由長(zhǎng)期主管該領(lǐng)域質(zhì)量監(jiān)控檢測(cè)的相關(guān)專家執(zhí)筆。希望《骨科植入物工程學(xué)（套裝上下冊(cè)）》對(duì)推進(jìn)我國(guó)骨科植入物產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新有所貢獻(xiàn)。
《骨科植入物工程學(xué)》是“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書規(guī)劃項(xiàng)目，得到了國(guó)家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金的資助，是一本原創(chuàng)性較強(qiáng)的交叉科學(xué)學(xué)術(shù)著作。本書由上海交通大學(xué)王成燾教授聯(lián)合國(guó)內(nèi)各大科研院所、政府檢測(cè)中心、一線企業(yè)專家等20余人共同編撰，百萬(wàn)余字。本書分骨科植入物基礎(chǔ)理論、骨科植入物材料學(xué)、骨科植入物設(shè)計(jì)學(xué)、骨科植入物的制造和檢測(cè)技術(shù)四篇，系統(tǒng)地闡述了骨科植入物在工程領(lǐng)域的發(fā)展前沿。
20世紀(jì)中期，人工關(guān)節(jié)的誕生成為骨科學(xué)發(fā)展的巨大推力。由關(guān)節(jié)、脊柱、創(chuàng)傷三大類器械構(gòu)成的骨科植入物產(chǎn)品鏈與現(xiàn)代骨外科臨床技術(shù)相輔相成，將骨科學(xué)提升到一個(gè)全新的層面。為此，聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織將21世紀(jì)第一個(gè)十年定為“骨與關(guān)節(jié)十年”，成為全世界骨科領(lǐng)域的大事。
骨科植入物的設(shè)計(jì)與制造融合了當(dāng)今人體生物力學(xué)、人體生物摩擦學(xué)、生物材料和數(shù)字制造各領(lǐng)域的理論與技術(shù)研究成果，形成了完整的理論與技術(shù)體系。隨著國(guó)外骨科新技術(shù)的引入，中國(guó)骨科臨床醫(yī)學(xué)也取得了巨大的進(jìn)步，并帶動(dòng)了中國(guó)骨科植入物產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前擁有骨科植入物企業(yè)60余家，2015年總產(chǎn)值近70億元人民幣，成為我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的一支重要的力量�？墒�，多年來(lái)我國(guó)企業(yè)的產(chǎn)品大多引用國(guó)外過(guò)期的專利，技術(shù)水平與國(guó)外相比存在很大差距，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)大城市的三甲醫(yī)院基本上都采用國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。但大多數(shù)國(guó)外著名品牌植入物，特別是人工關(guān)節(jié)，主要根據(jù)歐美白色人種的解剖特征設(shè)計(jì)，滿足特定地區(qū)人民的生活行為需求，與我國(guó)民眾需求存在著一定的差異。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，人民大眾對(duì)健康的需求也不斷提高，繼衣食住行之后，醫(yī)已經(jīng)成為人民生活的第五大要素。13億人口的需求，將使中國(guó)在21世紀(jì)成為世界上最大的醫(yī)療市場(chǎng)，而且提出了開(kāi)發(fā)適合中國(guó)患者特點(diǎn)產(chǎn)品的強(qiáng)烈需求。今天，世界上幾乎所有著名廠商都已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)。在這種形勢(shì)面前，一部分中國(guó)企業(yè)走上了與國(guó)外合資或被國(guó)外大公司兼并的道路，也有一部分企業(yè)選擇自主開(kāi)發(fā)適合中國(guó)市場(chǎng)的新產(chǎn)品，通過(guò)提升科技水平謀求企業(yè)發(fā)展的道路，形成了一批具有一定規(guī)模和較高水平的、具有中國(guó)自主品牌的企業(yè)，這些企業(yè)在我國(guó)骨科植入物產(chǎn)業(yè)進(jìn)步中已經(jīng)并將進(jìn)一步發(fā)揮重要的作用。
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)自然科學(xué)基金、863計(jì)劃，以及各省、部委科學(xué)基金都非常支持骨科植入物基礎(chǔ)理論和產(chǎn)品創(chuàng)新方面的研究工作。1984年，我作為訪問(wèn)學(xué)者從德國(guó)Karlsluhe大學(xué)進(jìn)修摩擦學(xué)回國(guó)，向當(dāng)時(shí)中國(guó)科學(xué)院研究基金（自然科學(xué)基金的前身）申報(bào)了“人工關(guān)節(jié)摩擦學(xué)機(jī)理研究”課題并獲得批準(zhǔn)，從此開(kāi)始了近30年的骨科植入物研究生涯。我非常感謝國(guó)家自然科學(xué)基金從1984年起直到我退休，對(duì)我和我的團(tuán)隊(duì)在人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域研究工作從未間斷的項(xiàng)目支持，如“非圓人工髖關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用”、“人工關(guān)節(jié)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”、“人工關(guān)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助制造關(guān)鍵技術(shù)研究”、“個(gè)性化人工關(guān)節(jié)的CAD/CAM技術(shù)和臨床工程系統(tǒng)”等項(xiàng)目，特別是我主持的“中國(guó)力學(xué)虛擬人”國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（2006-2009年）和“亞洲人種髖、膝關(guān)節(jié)特性研究和人工髖、膝關(guān)節(jié)基本設(shè)計(jì)”國(guó)家自然科學(xué)基金重大國(guó)際合作項(xiàng)目（2009-2011年），使我們團(tuán)隊(duì)在理論與設(shè)計(jì)方面形成了比較完整的體系。
王成燾，上海交通大學(xué)，教授，博士生導(dǎo)師。數(shù)字醫(yī)學(xué)教育部工程研究中心外科臨床數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域?qū)W術(shù)帶頭人，長(zhǎng)期從事數(shù)字制造技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)相結(jié)合的研究，開(kāi)創(chuàng)了制造領(lǐng)域與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域結(jié)合的成功范例，是我國(guó)率先開(kāi)展醫(yī)工結(jié)合研究的表率，成果榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、上海科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。曾主持國(guó)家自然科學(xué)基金相關(guān)領(lǐng)域面上項(xiàng)目12項(xiàng)，重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)，參加重點(diǎn)項(xiàng)目3項(xiàng)。主持國(guó)家、部委、上海市基金項(xiàng)目11項(xiàng)，國(guó)際合作項(xiàng)目8項(xiàng)。
上冊(cè)：
第1篇 骨科植入物基礎(chǔ)理論
第1章 總論
1．1 人體骨肌系統(tǒng)
1．1．1 骨骼系統(tǒng)
1．1．2 關(guān)節(jié)與骨連接
1．1．3 關(guān)節(jié)軟骨
1．1．4 肌肉
1．1．5 肌腱與韌帶
1．1．6 人體骨肌系統(tǒng)
1．2 骨科手術(shù)與植入物
1．2．1 創(chuàng)傷手術(shù)與創(chuàng)傷類植入物
1．2．2 脊柱手術(shù)與脊柱類植入物
1．2．3 關(guān)節(jié)手術(shù)與人工關(guān)節(jié)
1．2．4 骨缺損修復(fù)術(shù)與骨修復(fù)體
1．2．5 韌帶損傷修復(fù)術(shù)與人工韌帶
1．3 骨科植入物工程學(xué)的背景學(xué)科與知識(shí)體系
1．3．1 人體生物力學(xué)
1．3．2 人體生物摩擦學(xué)
1．3．3 生物材料學(xué)
1．3．4 數(shù)字制造技術(shù)
1．3．5 生物醫(yī)學(xué)制造技術(shù)
1．3．6 骨科植入物工程學(xué)的四個(gè)組成部分
1．4 骨科臨床中的數(shù)字技術(shù)
1．4．1 骨科臨床數(shù)字技術(shù)的組成與體系
1．4．2 計(jì)算機(jī)輔助術(shù)前手術(shù)規(guī)劃
1．4．3 個(gè)體化植入物數(shù)字制造
1．4．4 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)手術(shù)的導(dǎo)板、導(dǎo)航和手術(shù)機(jī)器人技術(shù)
1．4．5 手術(shù)室信息集成技術(shù)
1．4．6 計(jì)算機(jī)輔助術(shù)后評(píng)估與康復(fù)規(guī)劃
1．4．7 虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第2章 人體骨肌生物力學(xué)基本原理與方法
2．1 人體骨肌系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
2．1．1 人體骨肌系統(tǒng)的生物力學(xué)仿真建模
2．1．2 人體運(yùn)動(dòng)測(cè)量與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析
2．1．3 人體動(dòng)力學(xué)仿真分析
2．1．4 關(guān)節(jié)力與關(guān)節(jié)接觸力
2．2 “骨-植入物系統(tǒng)”有限元分析方法
2．2．1 骨肌系統(tǒng)有限元計(jì)算模型的建立
2．2．2 有限元計(jì)算中的非線性問(wèn)題
2．2．3 “骨-植入物”系統(tǒng)的有限元分析
2．2．4 基于Micro-CT的有限元細(xì)觀建模與應(yīng)力分析
2．3 應(yīng)力與骨生長(zhǎng)
2．3．1 Wolff定律與骨重建
2．3．2 “骨-植入物”系統(tǒng)中的應(yīng)力遮擋與骨吸收
2．3．3 “骨-植入物”系統(tǒng)中骨重建的預(yù)測(cè)
參考文獻(xiàn)
第3章 人體骨肌系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)與力學(xué)分析
3．1 人體脊柱解剖結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)分析
3．1．1 脊柱解剖結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)功能
3．1．2 脊柱的典型運(yùn)動(dòng)與活動(dòng)度
3．1．3 脊柱生物力學(xué)仿真建模與典型運(yùn)動(dòng)的力學(xué)分析
3．1．4 脊柱典型運(yùn)動(dòng)的有限元分析
3．2 人體上肢解剖結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)分析
3．2．1 上肢骨肌系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)功能
3．2．2 上肢的典型運(yùn)動(dòng)與活動(dòng)度
3．2．3 中國(guó)人肱骨近端的幾何特征統(tǒng)計(jì)
3．2．4 上肢生物力學(xué)仿真建模與典型運(yùn)動(dòng)的力學(xué)分析
……
第2篇 骨科植入物材料學(xué)
索引
下冊(cè)：
第3篇 骨科植入物設(shè)計(jì)學(xué)
第11章 骨科植入物設(shè)計(jì)中的數(shù)字技術(shù)
11．1 計(jì)算機(jī)圖像處理與三維建模
11．1．1 醫(yī)學(xué)圖像處理基本原理與軟件
11．1．2 患體軟硬組織的三維建模
11．1．3 骨科植入物的數(shù)字設(shè)計(jì)
11．2 逆向工程
11．2．1 逆向工程定義及其在植入物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
11．2．2 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x
11．2．3 三維激光掃描技術(shù)
11．2．4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理與建模
11．2．5 骨科植入物的反求
11．3 3D打印技術(shù)
11．3．1 3D打印技術(shù)基本原理
11．3．2 非金屬3D打印技術(shù)
11．3．3 非金屬3D打印技術(shù)在骨科植入物中的應(yīng)用
11．3．4 金屬直接3D打印技術(shù)
11．3．5 金屬直接3D打印技術(shù)在骨科植入物中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第12章 人工髖關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)
12．1 人工髖關(guān)節(jié)的發(fā)展歷史與臨床使用失效分析
12．1．1 人工髖關(guān)節(jié)的發(fā)展歷史
12．1．2 中國(guó)人工關(guān)節(jié)制造業(yè)的發(fā)展
12．1．3 人工髖關(guān)節(jié)術(shù)后失效統(tǒng)計(jì)分析及面臨的改進(jìn)
12．2 典型髖關(guān)節(jié)假體的分類與結(jié)構(gòu)
12．2．1 髖關(guān)節(jié)假體的分類與標(biāo)準(zhǔn)
12．2．2 全髖關(guān)節(jié)假體的典型結(jié)構(gòu)
12．2．3 半髖關(guān)節(jié)假體結(jié)構(gòu)
12．2．4 表面置換型髖關(guān)節(jié)假體結(jié)構(gòu)
12．3 髖關(guān)節(jié)假體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
12．3．1 設(shè)計(jì)依據(jù)及相關(guān)參數(shù)
12．3．2 摩擦學(xué)設(shè)計(jì)
12．3．3 假體柄部的設(shè)計(jì)
12．3．4 髖臼假體設(shè)計(jì)
12．4 人工髖關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)的有限元分析
12．4．1 “股骨-髖關(guān)節(jié)假體”系統(tǒng)有限元分析模型
12．4．2 柄部強(qiáng)度分析
12．4．3 應(yīng)力遮擋分析
12．4．4 微動(dòng)分析
12．4．5 髖臼的有限元分析
12．5 髖關(guān)節(jié)假體的細(xì)分設(shè)計(jì)
12．5．1 用于宿主骨缺損的髖關(guān)節(jié)假體
12．5．2 針對(duì)亞洲東、南地區(qū)市場(chǎng)的人工髖關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)
12．5．3 表面置換髖關(guān)節(jié)假體的設(shè)計(jì)
12．6 人工髖關(guān)節(jié)技術(shù)的發(fā)展前景
參考文獻(xiàn)
第13章 人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)
13．1 人工膝關(guān)節(jié)的發(fā)展歷史及面臨的改進(jìn)
13．1．1 人工膝關(guān)節(jié)的發(fā)展歷史
13．1．2 現(xiàn)行的設(shè)計(jì)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系
13．1．3 人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后失效分析與面臨的改進(jìn)
13．2 典型膝關(guān)節(jié)假體的分類與結(jié)構(gòu)
13．2．1 膝關(guān)節(jié)假體的分類
13．2．2 人工膝關(guān)節(jié)的基本結(jié)構(gòu)
13．3 膝關(guān)節(jié)假體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
13．3．1 總體設(shè)計(jì)及基本參數(shù)確定
13．3．2 典型人工膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)
13．3．3 股脛關(guān)節(jié)面的設(shè)計(jì)
……
第4篇 骨科植入物制造與檢測(cè)技術(shù)
索引
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