股骨干大面积缺损多孔生物镁支架和骨科植入物的仿生力学
赵为民1
李秉哲2
唐六丁3
Peter Paul Müler4
1.河南科技大学第三附属医院-东方医院骨科，生物力学及生物医学研究所，河南省洛阳市 4710032.河南科技大学，2生物力学及生物材料研究所3.力学研究所,河南省洛阳市,4710034.德国赫姆霍兹感染研究中心分子生物技术部，德国生物技术研究中心，D-38124 Braunschweig，德国
摘要：背景：2010年德国学术交流中心经济上支持通讯作者，访问德国感染研究中心分子生物技术学部，合作项目《多孔生物镁支架的负重组织工程骨仿生技术基础及应用研究》项目，已完成该工作及生物镁仿生涂层基础实验。目的：研究股骨干大面积缺损多孔生物镁支架和新长入骨的仿生力学，以及板状骨科植入物和宿主骨的仿生力学，提出设计原则和发展方向。<br> 方法：以客户定制的多孔支架/新长入骨复合材料微体积元模型和板状植入物/宿主长骨层状复合材料微体积元模型为对象，利用弹性力学及体积定量多相分析等方法，提出各自的弹性模量混合法则，以及新长入骨(或宿主骨)的机械应力(刺激)公式。<br> 结果与结论：不同多孔支架材料的弹性模量和体积分数条件下，比较新长入骨的机械应力(刺激)和支架机械应力：①新长入骨/多孔金属(除多孔钽等外)支架复合材料强度明显高于原宿主骨，可能解决部分脱钙骨支架和人自体骨髓间充质干细胞复合物及其他非金属支架在植入人体早期缺乏一定力学强度的问题。②多孔支架材料的弹性模量和体积分数愈小，新长入骨所受到的机械刺激愈大。对于负重组织工程骨，特别是客户定制的股骨干、胫骨干、腓骨干等大面积缺损多孔支架，多孔生物镁支架是最佳选择。不同板状植入物的弹性模量、板厚度和应变，以及表面微结构和仿生涂层对宿主骨的机械刺激都有影响：①板状骨科植入物强度和刚性是最重要的。当植入板厚度愈小，弹性模量增大引起宿主骨的机械刺激减小愈不明显。②降低弹性模量的表面微结构对局部降低应力遮挡效应，保证宿主骨机械刺激，改善生物相容性，加强生物固定等是必要的。
关键词：生物材料骨生物材料客户定制多孔生物镁支架股骨干大面积缺损板状骨科植入物新长入骨宿主骨仿生力学
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：中德学者互换项目(Einladung,Invitation,A57-1.000-03/10/Koe)
论文发表日期：2014-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 357-364 )
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