人工髖關節(jié)假體系統(tǒng)的生物力學研究.pdf

1、人工髖關節(jié)置換是在外科骨整形領域廣泛應用的一種治療髖關節(jié)病變,恢復病人行走功能的有效方法.對全髖關節(jié)置換系統(tǒng)進行全面的生物力學分析,有利于了解人工關節(jié)假體系統(tǒng)的力學特性,對假體的臨床選擇及個體化設計有很大幫助.本文采用三維有限元方法對人工髖關節(jié)假體，以及置換后股骨-假體系統(tǒng)的生物力學特性進行了分析,包括人工髖臼內(nèi)襯的應力、假體頭頸結合面的微動磨損以及髖關節(jié)置換后股骨和假體上的應力情況.不同假體頭直徑、聚乙烯內(nèi)襯厚度和假體頭材料的頭臼模型

2、接觸分析的結果顯示,髖臼內(nèi)襯的應力隨假體頭直徑的增大逐漸減?。欢鴥?nèi)襯厚度和假體頭材料對內(nèi)襯應力的影響很微弱.步態(tài)周期中,應力的變化過程顯示,腳掌踏地時刻內(nèi)襯上的應力最大；支撐相的應力水平明顯高于擺動相；整個步態(tài)過程中應力的集中區(qū)域為髖臼后上四分之一處.文中還對假體頭頸接觸模型進行了分析,以評價接合面處的微動磨損情況.結果顯示,隨假體頭直徑的增大,頭頸接觸面的位移幅值和接觸應力都逐漸減小:隨著接合面錐度的增大,相對位移幅值有所降低,而在小

3、錐度范圍內(nèi),接觸應力隨角度的增大呈下降趨勢,但若角度過大反而會造成接觸應力的明顯升高；氧化鋁陶瓷頭與Ti6A14V頸的搭配產(chǎn)生最小的位移幅值及接觸應力,最大程度地減輕了微動磨損.髖關節(jié)置換后假體及股骨上的應力分析結果顯示,置換后,股骨上的應力比置換前有明顯的降低,應力在股骨下端1/3處最大；假體頸部產(chǎn)生較大的應力集中；假體柄長對股骨及假體上的應力影響不大,而隨著頸干角的增大,股骨上的應力略有升高,假體頸部應力明顯降低；低彈性模量的鈦合金