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實驗室成員


組長 盧永昌 醫師


研究員:黃昌弘 博士
研究醫師:黃俊雄 醫師、
                  張定國 主任、
                 莊閔堯 主任
研究助理:吳正宇、葉舒婷、
                 許琳宜、林子喬

 

研究主題

 

「生物力學研究組」於1998年成立,旨於落實工程技術於解決臨床問題!因設立於教學醫院醫學中心,具接近臨床服務端優勢,研究課題與臨床運用具較高關聯性。研究主題可分為三項,包括:一、骨科臨床疾病動物模型建構:分析骨科植體於長期使用後的破壞因子,針對骨科植入物尚待解決的骨溶蝕併發症,於實驗室內建立小鼠骨溶蝕動物模式,搭配醫學影像重建技術,探討不同新骨材磨耗顆粒引起的生物反應;二、醫療器材生物力學功能性檢測:透過建構高可靠度的動態材料試驗,與電腦有限元素模擬相互驗證。評估臨床新植體,如新式人工膝、肩關節植體以及牙科植體的受力模式、力學強度、模擬最佳化手術植入元件的運動學及力學特性,提供產品上市前期測試和預測新上市植體長期使用的可靠性評估。三、開發新醫材生物力學評估平台:市售新醫材琳琅滿目,近期和產業合力評估生物可吸收線材的創新醫療產品,透過積層製造技術建立三維支架,延伸運用於骨、牙以及外科術後可降解植體的生物力學特性分析。生物力學組遠期朝向研發具學術、產業與臨床運用價值的相關技術平台,延伸基礎研究成果於轉譯醫學之運用。

合作領域

 
  1. 骨科及牙材植入物破壞型態分析
  2. 醫療器材生物力學功能性檢測
  3. 3D列印(積層)製造細胞支架之促骨生成體內及體外模式評估
  4. 骨溶蝕及骨缺損動物模型建立與治療評估

重要研究成果

 

骨科施行人工關節置換術治療嚴重的關節病變,已具良好臨床成效。但人造材料磨損仍難避免,除導致關節不穩定,材料磨耗產生的磨屑可誘發骨溶蝕,導致元件無菌鬆脫,最終需再置換。骨科醫材具少量多樣特性,不斷有新穎產品上市。但其效果仍須仰賴更長期的臨床追蹤才能確認。馬偕生物力學研究團隊藉由評估傳統與新穎材料的體外生物力學測試以及體內生物反應研究,結果可供臨床選擇的參考。生物力學分析得知添加抗氧化的交聯材料與對照組相比,最高能提升26%的抗壓與40%抗張強度。動物實驗體內生物反應研究發現,添加抗氧化劑材料不會增加發炎反應,骨溶蝕反應與磨耗顆粒大小和總累積量有較大關聯性。進一步以動物模式評估口服藥物治療可能性,發現藥物可能助於改善發炎與骨溶蝕趨勢。骨科創新材料的生物力學特性、臨床運用預測以及延伸治療等研究已發表於領域別中知名期刊,如下。 馬偕紀念醫院研究團隊結合醫學工程與臨床醫師,除發表學術論文,也積極開發具臨床與產業運用性成果。技術延伸於評估新醫材的安全性,供選擇臨床醫師選擇產品的參考。未來將配合國家生技產業發展政策,發展新醫材和醫療器材之技術平台,延伸醫學研究的範疇。

近三年著作

 
  1. Chang TK, Lu YC, Yeh ST, Lin TC, Huang CH, Huang CH. In vitro and in vivo Biological Responses to Graphene and Graphene Oxide: A Murine Calvarial Animal Study. International Journal of Nanomedicine. 2020:15 647–659 (SCIE, Pharmacology and Pharmacy) (IF. 4.471, 34/267=12.7%)
  2. Lu YC, Wu CY, Chang TK, Huang CH, Huang CH. Elastoplastic behavior of highly cross-linked and vitamin E-stabilized polyethylene-A biomechanical study. Clinical Biomechanics. 2018; 59, 152-158. (SCI, Orthopedics) (IF. 1.977, Ranking: 35/76= 46%)
  3. Huang CH, Hsu LI, Chang TK, Chuang TY, Shih SL, Lu YC, Chen CS, Huang CH. Stress distribution of the patellofemoral joint in the anatomic V-shape and curved dome-shape femoral component: a comparison of resurfaced and unresurfaced patellae. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 2017; 25.1: 263-271 (SCI, Sport Sciences) (IF. 3.149, Ranking: 14/83=16%)
  4. Huang CH, Lu YC, Chang TK, Hsiao IL, Su YC, Yeh ST, Fang HW, Huang CH. In vivo biological response to highly cross-linked and vitamin E-doped polyethylene - a particle-induced osteolysis animal study. Journal of Biomedical Materials Research: Part B- Applied Biomaterials. 2016; 104.3: 561-567 (SCI, Engineering, Biomedical) (IF. 2.674, Ranking: 29/80=36%)
  5. Lu YC, Chang TK, Yeh ST, Fang HW, Lin CY, Hsu LI, Huang CH, Huang CH. The potential role of strontium ranelate in treating particle-induced osteolysis. Acta Biomaterialia. 2015; 20:147-154. (SCI, Engineering, Biomedical) (IF. 6.638, Ranking: 7/80=8.7%)