随着现代社会生活方式和生活质量的不断改变,由于交通事故、运动竞技等造成的膝关节病变越来越多。此外,我国城镇居民类风湿性关节炎和骨性关节炎的发病率很高,而且有很多病患的膝关节严重畸形。最有效的方法就是进行膝关节置换术的治疗。但是,目前国内用于膝关节置换术的人工假体以进口产品为主,而这些进口产品都是参照欧美人士设计,所以并不适合国人膝关节。此外,这些进口产品价格十分昂贵,普通家庭负担不起,这可能会使得病情越发严重甚至是瘫痪。所以根据国人膝关节特点研制出国人自己的人工膝关节假体是亟不可待的。人工膝关节假体的设计与制造涉及多个技术领域,例如关节外科学、生物力学、图像处理学、材料学及机械工程等。而本文主要是利用逆向工程技术和快速成型技术,提出了一种设计人工膝关节假体的新思想。主要研究内容如下:1.简要的介绍了人工膝关节研究的现状及存在的问题,阐述了RE/RP技术的基本概念及其在生物力学中的应用。2.根据正常人体的螺旋CT扫描图片和实验室现有的人工膝关节假体原型,利用逆向工程技术分别建立相应的三维模型。3.基于人体膝关节三维模型的基础,测量膝关节各部分参数,并对所测得的参数进行统计与分析,最终建立标准人体膝关节模型数据库。4.根据国人膝关节几何形态的特点,对人工膝关节假体进行再设计,并建立符合国人标准的人工膝关节假体模型数据库。选择几何尺寸较小的人体膝关节模型和4号标准人工膝关节假体模型,然后对其进行装配,建立标准膝关节装配模型。5.阐述了有限元分析软件ANSYS在生物力学领域的应用,并从0°,10°,20°三个角度对上述膝关节装配模型进行非线性接触分析,查看人工假体的Mises应力及其装配模型接触面的接触应力。6.简述了快速成型的基本工艺和成型过程,并结合人工半月板模型的特点,选用合适的成型工艺对其进行快速成型处理。