骨科植入物是骨外科治疗中广泛使用的医疗器械，它的品质对治疗效果具有重要的作用。在骨科学与工程学长期交叉融合的基础上，骨科植入物的设计制造已形成完整的知识体系。《骨科植入物工程学（套装上下册）》分上、下册，由四篇组成：在第1篇基础理论中，阐述了人体骨肌系统生物力学与生物摩擦学；在第2篇生物材料学中，阐述了骨科植入物所用传统材料谱系和新材料的特点及应用前景；在第3篇植入物设计中，阐述了创伤、脊柱、关节三大类植入物的设计原理及相关数据资料；在第4篇植入物制造工艺学中，分别阐述了金属与高分子材料加工以及特有的后处理技术。全书由王成焘教授带领他的团队，并邀请行业内专家共同撰写，其中有关植入物产品检测的内容，由长期主管该领域质量监控检测的相关专家执笔。希望《骨科植入物工程学（套装上下册）》对推进我国骨科植入物产品自主开发与创新有所贡献。
《骨科植入物工程学》是“十二五”国家重点图书规划项目，得到了国家科学技术学术著作出版基金的资助，是一本原创性较强的交叉科学学术著作。本书由上海交通大学王成焘教授联合国内各大科研院所、政府检测中心、一线企业专家等20余人共同编撰，百万余字。本书分骨科植入物基础理论、骨科植入物材料学、骨科植入物设计学、骨科植入物的制造和检测技术四篇，系统地阐述了骨科植入物在工程领域的发展前沿。
20世纪中期，人工关节的诞生成为骨科学发展的巨大推力。由关节、脊柱、创伤三大类器械构成的骨科植入物产品链与现代骨外科临床技术相辅相成，将骨科学提升到一个全新的层面。为此，联合国世界卫生组织将21世纪第一个十年定为“骨与关节十年”，成为全世界骨科领域的大事。
骨科植入物的设计与制造融合了当今人体生物力学、人体生物摩擦学、生物材料和数字制造各领域的理论与技术研究成果，形成了完整的理论与技术体系。随着国外骨科新技术的引入，中国骨科临床医学也取得了巨大的进步，并带动了中国骨科植入物产业的迅速发展。据统计，中国目前拥有骨科植入物企业60余家，2015年总产值近70亿元人民币，成为我国医疗器械产业的一支重要的力量。可是，多年来我国企业的产品大多引用国外过期的专利，技术水平与国外相比存在很大差距，导致国内大城市的三甲医院基本上都采用国外进口产品。但大多数国外著名品牌植入物，特别是人工关节，主要根据欧美白色人种的解剖特征设计，满足特定地区人民的生活行为需求，与我国民众需求存在着一定的差异。随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高，人民大众对健康的需求也不断提高，继衣食住行之后，医已经成为人民生活的第五大要素。13亿人口的需求，将使中国在21世纪成为世界上最大的医疗市场，而且提出了开发适合中国患者特点产品的强烈需求。今天，世界上几乎所有著名厂商都已经进入中国。在这种形势面前，一部分中国企业走上了与国外合资或被国外大公司兼并的道路，也有一部分企业选择自主开发适合中国市场的新产品，通过提升科技水平谋求企业发展的道路，形成了一批具有一定规模和较高水平的、具有中国自主品牌的企业，这些企业在我国骨科植入物产业进步中已经并将进一步发挥重要的作用。
长期以来，我国自然科学基金、863计划，以及各省、部委科学基金都非常支持骨科植入物基础理论和产品创新方面的研究工作。1984年，我作为访问学者从德国Karlsluhe大学进修摩擦学回国，向当时中国科学院研究基金（自然科学基金的前身）申报了“人工关节摩擦学机理研究”课题并获得批准，从此开始了近30年的骨科植入物研究生涯。我非常感谢国家自然科学基金从1984年起直到我退休，对我和我的团队在人工关节领域研究工作从未间断的项目支持，如“非圆人工髋关节的设计理论和应用”、“人工关节计算机辅助设计”、“人工关节的计算机辅助制造关键技术研究”、“个性化人工关节的CAD/CAM技术和临床工程系统”等项目，特别是我主持的“中国力学虚拟人”国家自然科学基金重点项目（2006-2009年）和“亚洲人种髋、膝关节特性研究和人工髋、膝关节基本设计”国家自然科学基金重大国际合作项目（2009-2011年），使我们团队在理论与设计方面形成了比较完整的体系。
王成焘，上海交通大学，教授，博士生导师。数字医学教育部工程研究中心外科临床数字技术领域学术带头人，长期从事数字制造技术和临床医学相结合的研究，开创了制造领域与医学领域结合的成功范例，是我国率先开展医工结合研究的表率，成果荣获国家科技进步二等奖、上海科技进步一等奖。曾主持国家自然科学基金相关领域面上项目12项，重点项目2项，参加重点项目3项。主持国家、部委、上海市基金项目11项，国际合作项目8项。
上册：
第1篇 骨科植入物基础理论
第1章 总论
1．1 人体骨肌系统
1．1．1 骨骼系统
1．1．2 关节与骨连接
1．1．3 关节软骨
1．1．4 肌肉
1．1．5 肌腱与韧带
1．1．6 人体骨肌系统
1．2 骨科手术与植入物
1．2．1 创伤手术与创伤类植入物
1．2．2 脊柱手术与脊柱类植入物
1．2．3 关节手术与人工关节
1．2．4 骨缺损修复术与骨修复体
1．2．5 韧带损伤修复术与人工韧带
1．3 骨科植入物工程学的背景学科与知识体系
1．3．1 人体生物力学
1．3．2 人体生物摩擦学
1．3．3 生物材料学
1．3．4 数字制造技术
1．3．5 生物医学制造技术
1．3．6 骨科植入物工程学的四个组成部分
1．4 骨科临床中的数字技术
1．4．1 骨科临床数字技术的组成与体系
1．4．2 计算机辅助术前手术规划
1．4．3 个体化植入物数字制造
1．4．4 实现精准手术的导板、导航和手术机器人技术
1．4．5 手术室信息集成技术
1．4．6 计算机辅助术后评估与康复规划
1．4．7 虚拟手术训练系统
参考文献
第2章 人体骨肌生物力学基本原理与方法
2．1 人体骨肌系统运动学与动力学基础
2．1．1 人体骨肌系统的生物力学仿真建模
2．1．2 人体运动测量与运动学仿真分析
2．1．3 人体动力学仿真分析
2．1．4 关节力与关节接触力
2．2 “骨-植入物系统”有限元分析方法
2．2．1 骨肌系统有限元计算模型的建立
2．2．2 有限元计算中的非线性问题
2．2．3 “骨-植入物”系统的有限元分析
2．2．4 基于Micro-CT的有限元细观建模与应力分析
2．3 应力与骨生长
2．3．1 Wolff定律与骨重建
2．3．2 “骨-植入物”系统中的应力遮挡与骨吸收
2．3．3 “骨-植入物”系统中骨重建的预测
参考文献
第3章 人体骨肌系统解剖结构与力学分析
3．1 人体脊柱解剖结构与生物力学分析
3．1．1 脊柱解剖结构与生物力学功能
3．1．2 脊柱的典型运动与活动度
3．1．3 脊柱生物力学仿真建模与典型运动的力学分析
3．1．4 脊柱典型运动的有限元分析
3．2 人体上肢解剖结构与生物力学分析
3．2．1 上肢骨肌系统解剖结构与生物力学功能
3．2．2 上肢的典型运动与活动度
3．2．3 中国人肱骨近端的几何特征统计
3．2．4 上肢生物力学仿真建模与典型运动的力学分析
……
第2篇 骨科植入物材料学
索引
下册：
第3篇 骨科植入物设计学
第11章 骨科植入物设计中的数字技术
11．1 计算机图像处理与三维建模
11．1．1 医学图像处理基本原理与软件
11．1．2 患体软硬组织的三维建模
11．1．3 骨科植入物的数字设计
11．2 逆向工程
11．2．1 逆向工程定义及其在植入物设计中的应用
11．2．2 三坐标测量仪
11．2．3 三维激光扫描技术
11．2．4 点云数据的处理与建模
11．2．5 骨科植入物的反求
11．3 3D打印技术
11．3．1 3D打印技术基本原理
11．3．2 非金属3D打印技术
11．3．3 非金属3D打印技术在骨科植入物中的应用
11．3．4 金属直接3D打印技术
11．3．5 金属直接3D打印技术在骨科植入物中的应用
参考文献
第12章 人工髋关节设计
12．1 人工髋关节的发展历史与临床使用失效分析
12．1．1 人工髋关节的发展历史
12．1．2 中国人工关节制造业的发展
12．1．3 人工髋关节术后失效统计分析及面临的改进
12．2 典型髋关节假体的分类与结构
12．2．1 髋关节假体的分类与标准
12．2．2 全髋关节假体的典型结构
12．2．3 半髋关节假体结构
12．2．4 表面置换型髋关节假体结构
12．3 髋关节假体的结构设计
12．3．1 设计依据及相关参数
12．3．2 摩擦学设计
12．3．3 假体柄部的设计
12．3．4 髋臼假体设计
12．4 人工髋关节设计的有限元分析
12．4．1 “股骨-髋关节假体”系统有限元分析模型
12．4．2 柄部强度分析
12．4．3 应力遮挡分析
12．4．4 微动分析
12．4．5 髋臼的有限元分析
12．5 髋关节假体的细分设计
12．5．1 用于宿主骨缺损的髋关节假体
12．5．2 针对亚洲东、南地区市场的人工髋关节设计
12．5．3 表面置换髋关节假体的设计
12．6 人工髋关节技术的发展前景
参考文献
第13章 人工膝关节设计
13．1 人工膝关节的发展历史及面临的改进
13．1．1 人工膝关节的发展历史
13．1．2 现行的设计及相关标准体系
13．1．3 人工膝关节置换术后失效分析与面临的改进
13．2 典型膝关节假体的分类与结构
13．2．1 膝关节假体的分类
13．2．2 人工膝关节的基本结构
13．3 膝关节假体的结构设计
13．3．1 总体设计及基本参数确定
13．3．2 典型人工膝关节结构
13．3．3 股胫关节面的设计
……
第4篇 骨科植入物制造与检测技术
索引
《骨科植入物工程学》（上下册）
第1篇骨科植入物基础理论
骨肌系统生物力学与生物摩擦学是骨科植入物设计的理论基础。本书第1篇着重阐述人体骨肌系统生物力学的基本原理与研究方法，人体躯干与四肢解剖学中的生物力学问题，以及与关节假体设计相关的天然与人工关节摩擦学研究成果。
第2篇骨科植入物材料学
骨科植入物材料已形成一个独立完整的谱系。本书第2篇将对谱系中主要材料的构成成分、生物学和理化性能、在骨科植入物中的具体应用、检测标准与要求，以及进一步的发展做出具体阐述。
第3篇骨科植入物设计学
骨科植入物的设计理论与方法是基础理论、临床实践、生物材料与设计技术围绕具体植入物的知识集成。本书第3篇系统阐述了关节、脊柱和创伤三类骨科植入物设计的基本内容和方法。数字技术与3D打印技术的出现，使植入物的创新设计和个体化设计进入一个新的历史时期，本篇进行了必要的阐述。
第4篇骨科植入物制造与检测技术
当一个完美的设计完成后，制造就成为实现设计的关键。植入物制造包括毛坯成形、机械加工、表面处理、后续处理四个部分，每一个部分都对产品的最终质量有决定性的影响，并应通过国家主管部门的检测。本书第4篇取材于我国企业制造实际，系统阐述了骨科植入物制造与检测技术。
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