骨科植入物是骨外科治療中廣泛使用的醫(yī)療器械，它的品質對治療效果具有重要的作用。在骨科學與工程學長期交叉融合的基礎上，骨科植入物的設計制造已形成完整的知識體系�！豆强浦踩胛锕こ虒W（套裝上下冊）》分上、下冊，由四篇組成：在第1篇基礎理論中，闡述了人體骨肌系統(tǒng)生物力學與生物摩擦學；在第2篇生物材料學中，闡述了骨科植入物所用傳統(tǒng)材料譜系和新材料的特點及應用前景；在第3篇植入物設計中，闡述了創(chuàng)傷、脊柱、關節(jié)三大類植入物的設計原理及相關數(shù)據(jù)資料；在第4篇植入物制造工藝學中，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。全書由王成燾教授帶領他的團隊，并邀請行業(yè)內(nèi)專家共同撰寫，其中有關植入物產(chǎn)品檢測的內(nèi)容，由長期主管該領域質量監(jiān)控檢測的相關專家執(zhí)筆。希望《骨科植入物工程學（套裝上下冊）》對推進我國骨科植入物產(chǎn)品自主開發(fā)與創(chuàng)新有所貢獻。
《骨科植入物工程學》是“十二五”國家重點圖書規(guī)劃項目，得到了國家科學技術學術著作出版基金的資助，是一本原創(chuàng)性較強的交叉科學學術著作。本書由上海交通大學王成燾教授聯(lián)合國內(nèi)各大科研院所、政府檢測中心、一線企業(yè)專家等20余人共同編撰，百萬余字。本書分骨科植入物基礎理論、骨科植入物材料學、骨科植入物設計學、骨科植入物的制造和檢測技術四篇，系統(tǒng)地闡述了骨科植入物在工程領域的發(fā)展前沿。
20世紀中期，人工關節(jié)的誕生成為骨科學發(fā)展的巨大推力。由關節(jié)、脊柱、創(chuàng)傷三大類器械構成的骨科植入物產(chǎn)品鏈與現(xiàn)代骨外科臨床技術相輔相成，將骨科學提升到一個全新的層面。為此，聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織將21世紀第一個十年定為“骨與關節(jié)十年”，成為全世界骨科領域的大事。
骨科植入物的設計與制造融合了當今人體生物力學、人體生物摩擦學、生物材料和數(shù)字制造各領域的理論與技術研究成果，形成了完整的理論與技術體系。隨著國外骨科新技術的引入，中國骨科臨床醫(yī)學也取得了巨大的進步，并帶動了中國骨科植入物產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，中國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，成為我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的一支重要的力量�？墒�，多年來我國企業(yè)的產(chǎn)品大多引用國外過期的專利，技術水平與國外相比存在很大差距，導致國內(nèi)大城市的三甲醫(yī)院基本上都采用國外進口產(chǎn)品。但大多數(shù)國外著名品牌植入物，特別是人工關節(jié)，主要根據(jù)歐美白色人種的解剖特征設計，滿足特定地區(qū)人民的生活行為需求，與我國民眾需求存在著一定的差異。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，人民大眾對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，將使中國在21世紀成為世界上最大的醫(yī)療市場，而且提出了開發(fā)適合中國患者特點產(chǎn)品的強烈需求。今天，世界上幾乎所有著名廠商都已經(jīng)進入中國。在這種形勢面前，一部分中國企業(yè)走上了與國外合資或被國外大公司兼并的道路，也有一部分企業(yè)選擇自主開發(fā)適合中國市場的新產(chǎn)品，通過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、具有中國自主品牌的企業(yè)，這些企業(yè)在我國骨科植入物產(chǎn)業(yè)進步中已經(jīng)并將進一步發(fā)揮重要的作用。
長期以來，我國自然科學基金、863計劃，以及各省、部委科學基金都非常支持骨科植入物基礎理論和產(chǎn)品創(chuàng)新方面的研究工作。1984年，我作為訪問學者從德國Karlsluhe大學進修摩擦學回國，向當時中國科學院研究基金（自然科學基金的前身）申報了“人工關節(jié)摩擦學機理研究”課題并獲得批準，從此開始了近30年的骨科植入物研究生涯。我非常感謝國家自然科學基金從1984年起直到我退休，對我和我的團隊在人工關節(jié)領域研究工作從未間斷的項目支持，如“非圓人工髖關節(jié)的設計理論和應用”、“人工關節(jié)計算機輔助設計”、“人工關節(jié)的計算機輔助制造關鍵技術研究”、“個性化人工關節(jié)的CAD/CAM技術和臨床工程系統(tǒng)”等項目，特別是我主持的“中國力學虛擬人”國家自然科學基金重點項目（2006-2009年）和“亞洲人種髖、膝關節(jié)特性研究和人工髖、膝關節(jié)基本設計”國家自然科學基金重大國際合作項目（2009-2011年），使我們團隊在理論與設計方面形成了比較完整的體系。
王成燾，上海交通大學，教授，博士生導師。數(shù)字醫(yī)學教育部工程研究中心外科臨床數(shù)字技術領域學術帶頭人，長期從事數(shù)字制造技術和臨床醫(yī)學相結合的研究，開創(chuàng)了制造領域與醫(yī)學領域結合的成功范例，是我國率先開展醫(yī)工結合研究的表率，成果榮獲國家科技進步二等獎、上�？萍歼M步一等獎。曾主持國家自然科學基金相關領域面上項目12項，重點項目2項，參加重點項目3項。主持國家、部委、上海市基金項目11項，國際合作項目8項。
上冊：
第1篇 骨科植入物基礎理論
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 關節(jié)與骨連接
1．1．3 關節(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 骨科手術與植入物
1．2．1 創(chuàng)傷手術與創(chuàng)傷類植入物
1．2．2 脊柱手術與脊柱類植入物
1．2．3 關節(jié)手術與人工關節(jié)
1．2．4 骨缺損修復術與骨修復體
1．2．5 韌帶損傷修復術與人工韌帶
1．3 骨科植入物工程學的背景學科與知識體系
1．3．1 人體生物力學
1．3．2 人體生物摩擦學
1．3．3 生物材料學
1．3．4 數(shù)字制造技術
1．3．5 生物醫(yī)學制造技術
1．3．6 骨科植入物工程學的四個組成部分
1．4 骨科臨床中的數(shù)字技術
1．4．1 骨科臨床數(shù)字技術的組成與體系
1．4．2 計算機輔助術前手術規(guī)劃
1．4．3 個體化植入物數(shù)字制造
1．4．4 實現(xiàn)精準手術的導板、導航和手術機器人技術
1．4．5 手術室信息集成技術
1．4．6 計算機輔助術后評估與康復規(guī)劃
1．4．7 虛擬手術訓練系統(tǒng)
參考文獻
第2章 人體骨肌生物力學基本原理與方法
2．1 人體骨肌系統(tǒng)運動學與動力學基礎
2．1．1 人體骨肌系統(tǒng)的生物力學仿真建模
2．1．2 人體運動測量與運動學仿真分析
2．1．3 人體動力學仿真分析
2．1．4 關節(jié)力與關節(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)有限元計算模型的建立
2．2．2 有限元計算中的非線性問題
2．2．3 “骨-植入物”系統(tǒng)的有限元分析
2．2．4 基于Micro-CT的有限元細觀建模與應力分析
2．3 應力與骨生長
2．3．1 Wolff定律與骨重建
2．3．2 “骨-植入物”系統(tǒng)中的應力遮擋與骨吸收
2．3．3 “骨-植入物”系統(tǒng)中骨重建的預測
參考文獻
第3章 人體骨肌系統(tǒng)解剖結構與力學分析
3．1 人體脊柱解剖結構與生物力學分析
3．1．1 脊柱解剖結構與生物力學功能
3．1．2 脊柱的典型運動與活動度
3．1．3 脊柱生物力學仿真建模與典型運動的力學分析
3．1．4 脊柱典型運動的有限元分析
3．2 人體上肢解剖結構與生物力學分析
3．2．1 上肢骨肌系統(tǒng)解剖結構與生物力學功能
3．2．2 上肢的典型運動與活動度
3．2．3 中國人肱骨近端的幾何特征統(tǒng)計
3．2．4 上肢生物力學仿真建模與典型運動的力學分析
……
第2篇 骨科植入物材料學
索引
下冊：
第3篇 骨科植入物設計學
第11章 骨科植入物設計中的數(shù)字技術
11．1 計算機圖像處理與三維建模
11．1．1 醫(yī)學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)字設計
11．2 逆向工程
11．2．1 逆向工程定義及其在植入物設計中的應用
11．2．2 三坐標測量儀
11．2．3 三維激光掃描技術
11．2．4 點云數(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
11．3．1 3D打印技術基本原理
11．3．2 非金屬3D打印技術
11．3．3 非金屬3D打印技術在骨科植入物中的應用
11．3．4 金屬直接3D打印技術
11．3．5 金屬直接3D打印技術在骨科植入物中的應用
參考文獻
第12章 人工髖關節(jié)設計
12．1 人工髖關節(jié)的發(fā)展歷史與臨床使用失效分析
12．1．1 人工髖關節(jié)的發(fā)展歷史
12．1．2 中國人工關節(jié)制造業(yè)的發(fā)展
12．1．3 人工髖關節(jié)術后失效統(tǒng)計分析及面臨的改進
12．2 典型髖關節(jié)假體的分類與結構
12．2．1 髖關節(jié)假體的分類與標準
12．2．2 全髖關節(jié)假體的典型結構
12．2．3 半髖關節(jié)假體結構
12．2．4 表面置換型髖關節(jié)假體結構
12．3 髖關節(jié)假體的結構設計
12．3．1 設計依據(jù)及相關參數(shù)
12．3．2 摩擦學設計
12．3．3 假體柄部的設計
12．3．4 髖臼假體設計
12．4 人工髖關節(jié)設計的有限元分析
12．4．1 “股骨-髖關節(jié)假體”系統(tǒng)有限元分析模型
12．4．2 柄部強度分析
12．4．3 應力遮擋分析
12．4．4 微動分析
12．4．5 髖臼的有限元分析
12．5 髖關節(jié)假體的細分設計
12．5．1 用于宿主骨缺損的髖關節(jié)假體
12．5．2 針對亞洲東、南地區(qū)市場的人工髖關節(jié)設計
12．5．3 表面置換髖關節(jié)假體的設計
12．6 人工髖關節(jié)技術的發(fā)展前景
參考文獻
第13章 人工膝關節(jié)設計
13．1 人工膝關節(jié)的發(fā)展歷史及面臨的改進
13．1．1 人工膝關節(jié)的發(fā)展歷史
13．1．2 現(xiàn)行的設計及相關標準體系
13．1．3 人工膝關節(jié)置換術后失效分析與面臨的改進
13．2 典型膝關節(jié)假體的分類與結構
13．2．1 膝關節(jié)假體的分類
13．2．2 人工膝關節(jié)的基本結構
13．3 膝關節(jié)假體的結構設計
13．3．1 總體設計及基本參數(shù)確定
13．3．2 典型人工膝關節(jié)結構
13．3．3 股脛關節(jié)面的設計
……
第4篇 骨科植入物制造與檢測技術
索引
《骨科植入物工程學》（上下冊）
第1篇骨科植入物基礎理論
骨肌系統(tǒng)生物力學與生物摩擦學是骨科植入物設計的理論基礎。本書第1篇著重闡述人體骨肌系統(tǒng)生物力學的基本原理與研究方法，人體軀干與四肢解剖學中的生物力學問題，以及與關節(jié)假體設計相關的天然與人工關節(jié)摩擦學研究成果。
第2篇骨科植入物材料學
骨科植入物材料已形成一個獨立完整的譜系。本書第2篇將對譜系中主要材料的構成成分、生物學和理化性能、在骨科植入物中的具體應用、檢測標準與要求，以及進一步的發(fā)展做出具體闡述。
第3篇骨科植入物設計學
骨科植入物的設計理論與方法是基礎理論、臨床實踐、生物材料與設計技術圍繞具體植入物的知識集成。本書第3篇系統(tǒng)闡述了關節(jié)、脊柱和創(chuàng)傷三類骨科植入物設計的基本內(nèi)容和方法。數(shù)字技術與3D打印技術的出現(xiàn)，使植入物的創(chuàng)新設計和個體化設計進入一個新的歷史時期，本篇進行了必要的闡述。
第4篇骨科植入物制造與檢測技術
當一個完美的設計完成后，制造就成為實現(xiàn)設計的關鍵。植入物制造包括毛坯成形、機械加工、表面處理、后續(xù)處理四個部分，每一個部分都對產(chǎn)品的最終質量有決定性的影響，并應通過國家主管部門的檢測。本書第4篇取材于我國企業(yè)制造實際，系統(tǒng)闡述了骨科植入物制造與檢測技術。
……
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