CAJ | 학술논문

[目的]通过计算机三维有限元方法,了解在应力状态下不同材料的人工髋关节假体组合对骨界面的应力分布规律,从生物力学角度为人工髋关节的临床应用和设计制造提供有益的参考.[方法]采用三维有限元法对全髋置换前后进行单髋站立生物力学测试,分析假体植入前后股骨和髋臼总体的应力模式和植入后各种组合的假体对骨界面的应力分布规律.[结果]1、各种假体置换后等效应力(von Mises)峰值均位于假体远端相应股骨区域,但应力峰值有所下降,以股骨距区下降最为明显,遮挡率最大,而以弹性模量较钛合金低的CFR/PSF作为柄的股骨的相应区域的遮挡率较低.2、各种组合的假体对股骨界面的应力从近端至远端均呈逐渐增高趋势,而对于相同的柄比较而言,不管是金属-金属、陶瓷-陶瓷、陶瓷-聚乙烯还是金属-聚乙烯组合,其相应界面应力值无明显差别(P＞0.05),但以CFR/PSF作为柄对股骨相应界面存在较高的应力.3、置换前在髋臼顶穹部存在较高应力,并逐渐向周围递减;置换后应力主要集中在髋臼的周边区域,但从髋臼顶部→后下→前下呈逐渐递减趋势;而在相同区域的不同组合其界面应力值无明显差别(P＞0.05).[结论]1、各种假体植入后均在股骨距处形成较高的应力遮挡,而用弹性模量较低的CFR/PSF作为柄,其股骨相应区域的应力遮挡率较低,但股骨相应界面应力较大,而界面应力过大是产生假体微动主要因素.2、股骨界面从近端至远端呈逐渐增高趋势的应力规律符合该假体的设计原理;相同假体柄的不同组合其股骨和髋臼相应界面应力值无明显差别,实验表明力学因素并不是选择假体组合的主要标准.
[목적]통과계산궤삼유유한원방법,료해재응력상태하불동재료적인공관관절가체조합대골계면적응력분포규률,종생물역학각도위인공관관절적림상응용화설계제조제공유익적삼고.[방법]채용삼유유한원법대전관치환전후진행단관참립생물역학측시,분석가체식입전후고골화관구총체적응력모식화식입후각충조합적가체대골계면적응력분포규률.[결과]1、각충가체치환후등효응력(von Mises)봉치균위우가체원단상응고골구역,단응력봉치유소하강,이고골거구하강최위명현,차당솔최대,이이탄성모량교태합금저적CFR/PSF작위병적고골적상응구역적차당솔교저.2、각충조합적가체대고골계면적응력종근단지원단균정축점증고추세,이대우상동적병비교이언,불관시금속-금속、도자-도자、도자-취을희환시금속-취을희조합,기상응계면응력치무명현차별(P＞0.05),단이CFR/PSF작위병대고골상응계면존재교고적응력.3、치환전재관구정궁부존재교고응력,병축점향주위체감;치환후응력주요집중재관구적주변구역,단종관구정부→후하→전하정축점체감추세;이재상동구역적불동조합기계면응력치무명현차별(P＞0.05).[결론]1、각충가체식입후균재고골거처형성교고적응력차당,이용탄성모량교저적CFR/PSF작위병,기고골상응구역적응력차당솔교저,단고골상응계면응력교대,이계면응력과대시산생가체미동주요인소.2、고골계면종근단지원단정축점증고추세적응력규률부합해가체적설계원리;상동가체병적불동조합기고골화관구상응계면응력치무명현차별,실험표명역학인소병불시선택가체조합적주요표준.