陶瓷工厂计算机辅助设计系统

论述了计算机在陶瓷工业中的应用及利用计算机进行陶瓷工厂设计的可行性,提出了计算机辅助设计的方法,初步研制出了陶瓷工厂计算机辅助设计系统软件。文中着重介绍了陶瓷工厂计算机辅助设计研究工作的过程、运行该系统须配置的软件环境、系统所具有的功能及操作方法,指出了用计算机进行陶瓷工厂设计的优越性。     

双动人工半膝关节假体的设计及应用

建立一种双动人工半膝关节假体的设计方法,用于年轻病人因恶性骨肿瘤造成的股骨远端大段骨缺损的保肢手术治疗。借助于有限元分析与快速成形技术,研究并快速而有效地解决假体结构设计优化、生物力学分析、稳定性评估等技术难点,形成一种以定制化仿生大范围股骨髁部、滑动轴套系统、韧带附丽孔道为特点的附丽型定制化双动半膝关节假体。临床应用证明置换术后假体与周围组织匹配性良好,患者在完成深屈曲运动时可观察到假体的双滑动过程。该假体的研究为单侧膝关节损伤患者,特别是青少年患者术后骨生长的生物学重建及后期关节功能的良好恢复提供了有效的治疗方法。该研究也从功能化设计、性能分析与临床功能评估等方面为人工关节的研制与发展提出新的思路与方法。     

定制型钛合金植入物的光固化3D打印及精密铸造

为了准确、及时地制造定制型钛合金植入物,提出利用光固化3D打印方法构建精密铸造熔模和整体型壳注模的制壳方法。结果显示,通过这种方法定制的钛合金植入物能够准确地反映患者的个体特征,所铸造的定制型植入物的化学成分、力学性能和精度均满足相应国家标准和医药行业标准,满足临床植入的要求,已完成临床案例100余例。     

影响球磨机效率的因素

本结合陶瓷工业的生产实际，从原料的种类与性质、料与水的比例、球磨机的构造与工作状态、研磨介质、添加剂的选用等几个方面分析论述了影响间歇式球磨机研磨效率的因素，提出了提高球磨机效率的措施。     

个性化钛合金假体的激光金属直接成形制造工艺

将激光金属直接成形技术应用于个性化钛合金假体的制造,能根据假体的三维模型直接制造出相应的零件,具有制造过程周期短和加工出的个性化假体力学性能好的优点。通过研究激光金属直接成形的曲率效应和倾斜角度对几何精度的影响,为激光金属直接成形的工艺模型设计准则提供参考,使假体成形件具有较高的精度。制造出的个性化假体的力学性能和化学成分经过检测,均符合假体的相关国家和医药行业标准,有两例个性化钛合金假体已经成功应用于临床并取得良好的效果。     

壳聚糖纤维/磷酸钙骨水泥复合材料人工骨的降解性能

提出添加壳聚糖纤维改善自固化磷酸钙骨水泥的降解性能。根据单一材料均匀降解假设和狗股骨远端松质骨区缺损修复试验研究壳聚糖纤维/骨水泥复合材料人工骨的降解性能。理论分析发现添加的纤维使得人工骨降解量与时间呈现非线性的二次函数关系;纤维质量分数的增减是人工骨降解率的关键影响因素。骨缺损修复试验结果显示人工骨残留材料率与时间形成高阶函数关系,且其试验曲线与骨组织工程理想曲线相似。分析认为,壳聚糖纤维降解速度高于骨水泥造成人工骨在缺损修复的过程中出现多孔结构,进而在促进新生骨组织生长的同时改变了该人工骨的降解规律,结合纤维质量分数的控制,有可能使人工骨的降解速率与骨组织生长相匹配。     

金属对聚乙烯型人工髋关节摩擦学性能研究进展*

磨损产生的聚乙烯颗粒会引发炎症反应、骨溶解、无菌松动等一系列问题,最终导致人工关节假体植入失败。介绍现行髋关节模拟试验标准以及常见的髋关节模拟试验机设备,通过对髋关节模拟试验研究CoCrMo/UHMWPE型人工髋关节假体磨损性能的相关文献的综述,从球头直径、髋臼外展角、球头表面粗糙度、载荷、蛋白浓度和材料改性6个方面讨论髋关节假体磨损性能影响的研究进展。其中关于球头直径、球头表面粗糙度以及载荷3个参数对髋关节假体磨损性能的影响规律的观点是一致的,即3个参数与髋关节假体磨损性能成反比,而关于髋臼外展角与蛋白浓度对髋关节假体磨损性能影响规律的观点还存在分歧,需进一步探索。展望假体设计的研究方向与试验参数的优化方向,以期为新一代髋关节假体的优化设计及临床研究提供一定的参考和指导。     

多材料面曝光增材制造方法与加工工艺研究

零件的多材料组成可改变其机械性能,并增加其他附属功能。通过搭建一种分区旋转槽多材料面曝光增材制造系统,验证了多材料光固化成形工艺,完成了含有两种树脂材料的复杂结构零件的加工。分析了零件的加工质量和加工精度,并进行了多材料界面结合的抗拉和抗剪性能测试。结果表明:所加工的多材料界面在拉应力和剪应力的作用下结合良好。     

生物制造技术及发展

自20世纪90年代西安交通大学机械工程学院提出生物制造的概念,提出以工程方法解决医学问题以来,在20多年与医学、材料和生物学等学科专家的密切合作中,已在骨与关节、肝脏、肠道、大脑等器官的人工内植入物研究上取得了进展。重点介绍和总结了定制化人工假体、活性人工骨和关节以及组织工程化肝脏等制造技术的研究工作与成果,探索其中的问题与发展前景。