西安成功建立人工骨三维有限元模型

日前，由第四军医大学西京医院骨二科和西安交通大学先进制造技术研究所合作完成一项国家自然科学基金项目资助课题，成功建立了人工骨的三维有限元模型。通过这项技术可以将一定的负荷加载在人工骨的模型上，并进行有限元分析（有限元分析是一种有效的数值计算方法，在固体力学、流体力学、传热学、电磁学等多个领域中有成功的应用），为研究人工骨的生物力学起到一定指导作用。

骨骼是人体的支撑结构，对轻微的骨损伤，骨组织具有自身修复的能力，但对于大段骨缺损，如骨肿瘤术后，骨自身难以完全修复。目前应用较多的骨修复的材料是人工假体和高分子材料，这些材料质量轻并容易被加工，但是应用中存在很多问题。近年来生物制造工程这一新概念被提出，它是利用先进制造科学中快速成型技术新概念、医学领域的细胞培养和三维建模技术，进行人工骨的研究。

西京医院骨二科和西安交通大学先进制造技术研究所的研究人员，以狗股骨下段为对象，应用CT扫描技术、CT数据处理的软件实现图像处理，经过滤出噪音、重新排列、筛减等操作，用surfacer软件中重构的关节面数据输入Unigraphics软件中进行人工骨股骨下端三维模型的建立，再将建立的人工骨模型输入ANSRS7.0，建立人工骨的三维有限元模型。

军地研究人员构建的人工骨三维模型，真实地模拟狗股骨远端解剖形态，模拟髓腔结构，不但为人工股骨设计、制造提供模型，也是全面认识人工骨生物力学的第一步，为进一步的研究提供了可靠的方法和手段，将有助于指导人工骨股骨远端的生物力学研究。