基于RERP技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的研究與開發(fā)的開題報(bào)告

基于RERP技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的研究與開發(fā)的開題報(bào)告開題報(bào)告一、研究背景和意義隨著全球人口老齡化進(jìn)程的加速和運(yùn)動(dòng)傷害等因素的影響，人工膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)已經(jīng)成為治療膝骨關(guān)節(jié)炎等嚴(yán)重病癥的重要方法之一。目前，世界各國(guó)的人工膝關(guān)節(jié)手術(shù)數(shù)量均呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)未來幾十年內(nèi)將持續(xù)增長(zhǎng)。因此，對(duì)人工膝關(guān)節(jié)假體的研究和開發(fā)具有重要意義。目前，基于RERP（逆向工程和快速成型）技術(shù)的個(gè)性化人工關(guān)節(jié)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是由于個(gè)性化設(shè)計(jì)和制作成本較高，難以推廣應(yīng)用。因此，針對(duì)膝關(guān)節(jié)假體的研究中，還需探索一種標(biāo)準(zhǔn)化的制作方法，既能保證假體的適配性和穩(wěn)定性，又能實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)。二、研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)本研究的內(nèi)容是基于RERP技術(shù)研究和開發(fā)一種標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體，并對(duì)其生產(chǎn)工藝和性能進(jìn)行研究和優(yōu)化。目標(biāo)是設(shè)計(jì)出適配性良好、穩(wěn)定性高、生產(chǎn)成本低的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體，并實(shí)現(xiàn)其批量生產(chǎn)。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的設(shè)計(jì)：針對(duì)膝關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)，設(shè)計(jì)符合膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮到假體的材料、接口等因素。2.制造工藝的研究：將逆向工程和快速成型技術(shù)相結(jié)合，建立標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的CAD模型，并采用3D打印等技術(shù)制造出模板，實(shí)現(xiàn)快速、精確的制造。3.生產(chǎn)成本的控制：針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的材料、工藝等因素，探索降低生產(chǎn)成本的方法和途徑。4.性能評(píng)估：對(duì)生產(chǎn)出的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體進(jìn)行性能測(cè)試，包括機(jī)械性能、適配性、生物兼容性等測(cè)試，分析和評(píng)估其質(zhì)量。三、研究方法1.逆向工程技術(shù)：利用逆向工程技術(shù)獲取膝關(guān)節(jié)的3D數(shù)字模型。2.CAD軟件：應(yīng)用CAD軟件對(duì)數(shù)字化的膝關(guān)節(jié)模型進(jìn)行修改和設(shè)計(jì)，確定標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的結(jié)構(gòu)和形狀。3.3D打印技術(shù)：應(yīng)用3D打印技術(shù)將CAD設(shè)計(jì)出的膝關(guān)節(jié)假體CAD模型進(jìn)行制造。4.材料測(cè)試：對(duì)使用的材料進(jìn)行生物兼容性、機(jī)械性能等測(cè)試。5.性能評(píng)估：對(duì)生產(chǎn)出的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體進(jìn)行適配性、穩(wěn)定性、生物兼容性等方面的測(cè)試，評(píng)估其性能。四、研究計(jì)劃本研究擬于2021年10月開始，預(yù)計(jì)2022年10月完成。主要研究計(jì)劃如下：1.前期調(diào)研：2021年10月-2021年11月對(duì)全球關(guān)節(jié)假體市場(chǎng)的現(xiàn)狀、發(fā)展和趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)查研究，了解目前國(guó)內(nèi)外關(guān)節(jié)假體的研究成果和發(fā)展?fàn)顩r，為后續(xù)研究提供參考。2.逆向工程技術(shù)應(yīng)用：2021年11月-2022年2月將逆向工程技術(shù)應(yīng)用于獲取膝關(guān)節(jié)的3D數(shù)字模型，通過CAD軟件對(duì)膝關(guān)節(jié)數(shù)字模型進(jìn)行修改和設(shè)計(jì)，并確定標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的結(jié)構(gòu)和形狀。3.生產(chǎn)工藝研究：2022年2月-2022年5月利用3D打印技術(shù)制造標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體，并研究和優(yōu)化其生產(chǎn)工藝，探索降低生產(chǎn)成本的方法和途徑。4.材料測(cè)試及性能評(píng)估：2022年5月-2022年8月對(duì)使用的材料進(jìn)行生物兼容性、機(jī)械性能等測(cè)試，對(duì)生產(chǎn)出的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體進(jìn)行適配性、穩(wěn)定性、生物兼容性等方面的測(cè)試，評(píng)估其性能。5.論文撰寫及答辯：2022年8月-2022年10月完成論文撰寫和答辯。五、預(yù)期成果1.設(shè)計(jì)出適配性良好、穩(wěn)定性高、生產(chǎn)成本低的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體；2.研究和優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的生產(chǎn)工藝，并探索降低生