基于数字孪生的骨科植入手术智能监测与辅助系统

    公开(公告)号:CN117131737A

    公开(公告)日:2023-11-28

    申请号:CN202311094310.X

    申请日:2023-08-29

    Abstract: 本发明属于数字孪生技术领域,提供一种基于数字孪生的骨科植入手术智能监测与辅助系统,针对骨科植入手术,通过利用位于手术器械上的传感设备,实时感知手术过程中手术器械的相关信息,通过数据关联系统,得到术中骨骼的关键数据。通过算法计算出骨骼内部力学数据,将传感器数据与算法得出的数据融合,将该融合数据通过仿真预测系统实时计算获得骨骼复杂的生物力学性能,并通过预测算法实现对手术过程中骨骼生物力学性能的预测,最后将该预测通过数字孪生显示系统进行实时显示。本发明以数字孪生体的形式对手术骨骼进行映射,实现了对骨科植入手术的实时监测,实时反映并预测手术骨骼内部状态,保障手术的顺利进行。

    人体骨骼的数字孪生体构建方法

    公开(公告)号:CN112132955B

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202010902457.7

    申请日:2020-09-01

    Abstract: 一种人体骨骼的数字孪生体构建方法,针对真实人体骨骼利用VR动作捕捉和传感器技术采集人体重要位置处数据,通过人工智能进行数据分类、筛选、约简与计算得到关键数据。通过人体反向动力学与生物力学算法对关键数据求解得到目标骨骼的空间方位信息与力学信息,将部分传感器数据与计算结果融合后对目标骨骼进行仿真模拟,得到目标骨骼的生物力学性能并利用多种预测算法对未知姿态下骨骼的生物力学性能进行预测;最后将性能数据建模渲染得到真实骨骼的高保真数字孪生体,实现对骨骼生物力学性能的忠实孪生映射。本发明在多种人体动作姿态下,利用穿戴式VR设备和少量传感器即可实时计算出目标骨骼的生物力学性能,能够实现对目标骨骼实时的健康检测。

    人体骨骼的数字孪生体构建方法

    公开(公告)号:CN112132955A

    公开(公告)日:2020-12-25

    申请号:CN202010902457.7

    申请日:2020-09-01

    Abstract: 一种人体骨骼的数字孪生体构建方法,针对真实人体骨骼利用VR动作捕捉和传感器技术采集人体重要位置处数据,通过人工智能进行数据分类、筛选、约简与计算得到关键数据。通过人体反向动力学与生物力学算法对关键数据求解得到目标骨骼的空间方位信息与力学信息,将部分传感器数据与计算结果融合后对目标骨骼进行仿真模拟,得到目标骨骼的生物力学性能并利用多种预测算法对未知姿态下骨骼的生物力学性能进行预测;最后将性能数据建模渲染得到真实骨骼的高保真数字孪生体,实现对骨骼生物力学性能的忠实孪生映射。本发明在多种人体动作姿态下,利用穿戴式VR设备和少量传感器即可实时计算出目标骨骼的生物力学性能,能够实现对目标骨骼实时的健康检测。

    一种利用低温3D打印的新型骨修复支架及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN118105546A

    公开(公告)日:2024-05-31

    申请号:CN202410293854.7

    申请日:2024-03-14

    Abstract: 本发明公开了一种利用低温3D打印的新型骨修复支架及其制备方法和应用,具体涉及生物医学工程技术领域。先称取PLGA粉末、壳聚糖粉末以及BT粉末按比例溶于乙酸‑六氟异丙醇溶液中,配置成打印液,将打印液装于低温3D打印机中,调整打印机参数,打印多孔支架,并冷冻干燥,得到PLLA‑CS‑BT多孔骨植入支架,得到的PLLA‑CS‑BT多孔骨植入支架进行灭菌处理,得到新型工程化PLLA/壳聚糖骨修复支架。本发明采用低温溶液3D打印方式,高效且个性化制备工程化骨组织工程支架,通过体内外生物学评价证明了其高效的成骨活性,实现加速骨缺损区域愈合的目的。同时最大可能地发挥多级孔隙支架促进骨诱导与骨整合能力,以及BT在骨修复过程中通过电刺激促进骨形成作用。

    一种促进血管再生的高成骨活性骨修复材料制备方法和应用

    公开(公告)号:CN115845138A

    公开(公告)日:2023-03-28

    申请号:CN202211558239.1

    申请日:2022-12-06

    Abstract: 本发明公开了一种促进血管再生的高成骨活性骨修复材料制备方法和应用,具体涉及生物医学工程技术领域。以动物松质骨作为原料,去除软组织,经过切割、第一次清洗、脱蛋白、煅烧后,再经pH调节、第二次清洗、冷冻干燥,得到TBC;将TBC灭菌,后浸泡于3SrCl2·6H2O溶液中振荡后,清洗、烘干,得TBC&Sr;将TBC和TBC&Sr分别浸泡在VEGF溶液中,反应后冻干,得TBC&VEGF和TBC&Sr&VEGF;将TBC、TBC&Sr、TBC&VEGF和TBC&Sr&VEGF材料采用γ射线灭菌;即得骨修复材料。本发明是通过TBC、Sr及VEGF的联合使用,可以在极大程度上避免免疫源性反应发生,使得具有抗骨质疏松作用的Sr与具有强成血管活性的VEGF结合,分别从抑制破骨,促进成骨和增强局部血运并促进细胞成骨分化的不同方面对骨缺损区域进行快速修复。

    一种具抗菌能力的高活性骨修复材料及应用

    公开(公告)号:CN115463253A

    公开(公告)日:2022-12-13

    申请号:CN202211152997.3

    申请日:2022-09-21

    Abstract: 本发明公开了一种具抗菌能力的高活性骨修复材料及应用,属于生物医学工程技术领域。含Cu离子的羟基磷灰石支架HA&Cu,与骨形态发生蛋白2进行重组,以制备出具有抗菌活性且生物活性因子与支架可稳定结合的骨修复支架材料。本发明可望明确Cu离子早期促进局部血管生成的作用,探究Cu离子与BMP2联合的协同成骨作用并揭示其机制,这将有望显著降低BMP2的用量和成本,从而降低高浓度BMP2所可能引起的高致瘤性等并发症。最重要的是制备出一种理想的具有抗菌性能及高效成骨活性的支架材料,克服BMP2启动的早期骨吸收、骨溶解问题,同时最大可能地发挥Cu离子在骨修复过程中局部抗菌和促血管生成的双重作用,从而达到协同成骨的目的。

    一种复合骨修复材料的制备方法

    公开(公告)号:CN110013566A

    公开(公告)日:2019-07-16

    申请号:CN201910441434.8

    申请日:2019-05-24

    Abstract: 本发明实施例公开了一种复合骨修复材料的制备方法,属于生物医学工程技术领域。所述复合骨修复材料由同种异体冻干骨(FDB)、烫狗脊大极性提取物(PRCHP)溶液、骨形成蛋白2(BMP-2)制成。本发明实施例的复合骨修复材料以FDB为支架材料,复合RHCHP和BMP-2,RHCHP协同BMP-2起到促成骨作用并抑破骨作用,在保证不降低BMP-2成骨活性的基础上尽可能降低其局部使用浓度,降低细胞毒性,从而达到促进骨形成、减少并发症的作用。本发明采取浸泡和冷冻干燥自组装技术即可完成PRCHP-FDM-BMP-2的复合步骤,具有操作简单,易控制,生产成本较低的优点。

    一种可吸收流体明胶止血材料的制备方法

    公开(公告)号:CN109821059A

    公开(公告)日:2019-05-31

    申请号:CN201910305856.2

    申请日:2019-04-16

    Abstract: 本发明实施例公开了一种可吸收流体明胶止血材料的制备方法,属于止血材料技术领域。所述方法包括以下步骤:1)将明胶海绵置于高温高压灭菌锅中处理8-10分钟,粉碎,筛分,得到粒径为1.25-2mm的明胶颗粒;2)明胶颗粒、凝血酶冻干粉、生理盐水混合后,经两支用胶管链接的注射器反复抽挤,即得到可吸收流体明胶止血材料。本发明实施例的止血材料具有良好的理化性能、生物相容性及优异的止血性能,对位置较深不宜触及、出血平面不规则、广泛的毛细血管或静脉丛出血止血效果显著,而且具有对出血创面形状顺应性好,吸水后自身膨胀率低,同时,较进口流体明胶造价低廉,作为生物医学材料具有独特的优势。

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