张宁泽

2019年博士研究生

研究方向:骨科生物力学与生物材料,骨科植入物失效分析

邮箱:nzzhang@buaa.edu.cn

教育经历

201291– 201671日 辽宁工业大学 本科

201691– 2019110日 北京航空航天大学 硕士研究生

201991至今 北京航空航天大学 博士研究生

项目经历

人工关节力学分析与体外摩擦磨损评测

为实现国产人工关节在结构设计和力学性能方面的突破,本项目在于开发新型人工关节。通过表面处理使其具有良好的抗磨损性能,通过3D打印的多孔结构或涂层实现人工关节的骨长入及生物适配,最终根据ASTM和ISO的相关标准对人工关节进行体外生物力学性能评估和动物实验评估。此外,构建有限元仿真平台,推动力学检测的仿真替代。主要负责人工髋膝关节的磨损测试中磨损颗粒的分析。

国家食品药品监督管理总局“十三五”医疗器械重点监测:骨板取出物检测、人工髋关节取出物检测、人工膝关节取出物检测

根据各厂牌骨科植入物(人工髋关节、人工膝关节、骨板)在临床应用过程中的失效行为进行取出物分析,包括临床资料收集、植入物的收回及失效分析,以助于骨科植入物的市场监测、结构设计改进。主要负责骨板的宏观观察、材料成分分析、金相分析、断口分析以及建模仿真分析,人工髋膝关节的宏观观察,失效机制分析等。

椎间盘退行性病变治疗中植入物的生物力学研究(博士课题)

以临床取出物中的玻璃陶瓷一体化髋关节材料为突破口,研制一种新型生物活性玻璃陶瓷,探究其物相变化规律对生物力学及生物活性的影响,并将此生物活性玻璃陶瓷制粉,采用立体光刻的3D打印方法制备多孔结构进行动物实验验证其材料和结构对骨整合的促进作用,最终设计有前倾角度和多孔结构的椎间融合器进行有限元仿真分析以探究对临近节段退变的影响。

3D打印腰椎椎间融合器的个性化设计与标准化测试

利用Mimics、Solidworks、Hypermesh及Abaqus等软件,实现腰椎CT图像逆向三维重建、Ti6Al4V和PEEK植入物优化设计、仿真分析和力学测试的一体化流程,为3D打印个性化植入物的临床应用提供评测支持。

科研成果

(1)Ning-Ze Zhang, Mei Li, Xiang Dong, Kai Chen, Xiao-Yan Cao, Min Dai, Cheng-Kung Cheng. The effect of phase formation on biomechanical and biological performance of Li2O-Al2O3-SiO2 glass-ceramic [J]. Ceramics International, 2022, 48: 10187-10194.

(2)Ning-Ze Zhang, Qi-Sheng Xiong, Jie Yao, Bo-Lun Liu, Min-Zhang, Cheng-Kung Cheng. The biomechanical effect of interbody fusion cage with physiological lordosis and porosity on the adjacent segment[J]. Computers in Biology and Medicine, 2022, 143: 105320.

(3)Qisheng Xiong, Ningze Zhang, Miaomiao Zhang, Meng Wang, Lizhen Wang, Yubo Fan, Chia-Ying Lin. Engineer a pre-metastatic niched microenvironment to attract breast cancer cells by utilizing a 3D printed polycaprolactone/nano-hydroxyapatite osteogenic scaffold-an in vitro model system for proof of concept. Journal of Biomedical Materials Research Part B. 2022, 110: 1604-1614.

(4)Bolun Liu, Huizhi Wang, Ningze Zhang, Min Zhang, Cheng-Kung Cheng. Femoral Stems With Porous Lattice Structures: A Review[J]. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9: 772539.

(5)Ze-Bin Huang, Mao-Dan Nie, Ning-Ze Zhang, Shu Liu, Jia-Bin Yuan, Xu-Miao Lin, Cheng-Kung Cheng, Zhi-Cai Shi and Ning-Fang Mao. Biomechanical Evaluation of a Short-Rod Technique for Lumbar Fixation Surgery [J]. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2022, 10: 959210.

(6)Jian Su, Jian-Jun Wang, Shi-Tong Yan, Min Zhang, Hui-Zhi Wang, Ning-Ze Zhang, Yi-Chao Luan, Cheng-Kung Cheng. In Vitro Analysis of Wearing of Hip Joint Prostheses Composed of Different Contact Materials[J]. Materials, 2021, 14(14):3805.

(7)Cheng-Kung Cheng, Xiao-Hong Wang, Yi-Chao Luan, Ning-Ze Zhang, Bo-Lun Liu, Xiao-Ying Ma, Mao-Dan Nie. Challenges of pre-clinical testing in orthopedic implant development[J]. Medical Engineering & Physics, 2019, 72: 49-54.