骨科植入物主要包括人工关节、软骨和骨科常用器具如骨钉、固定夹具、脊柱融合器等器件,其中关节置换及软骨缺损修复是当今生物医学工程领域关注的难题之一,如何调控人工膝关节设计参数与置换者步态和受力特征相匹配,如何仿生制备高性能水凝胶材料来满足修复关节软骨初期的支撑作用及力学刺激供体需求,还有监测修复过程中材料的降解与骨愈合规律。针对以上关键问题,生物力学与康复团队进行了人工膝关节手术置换件的设计,解决了目前膝关节假体存在的股骨矢状面髁曲线曲率不连续、回滚能力弱、稳定性差的技术问题,此外,研发了可荧光示踪降解的高强度仿生关节软骨复合水凝胶材料,并最终应用于软骨修复仿生产品,制备的人工软骨可以实现植入过程中形态结构变化的可视化,进一步提升和改善病灶治疗的手术路径。