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《吉林大学》 2005年
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不同骨质密度下生物及骨水泥型股骨假体置入后的三维有限元分析

范洪辉  
【摘要】:人工全髋关节置换术在临床已得到广泛应用,延长人工关节的有效使用寿命是人工关节研究的关键,而应力分布和无菌性松动是影响其使用寿命的主要因素。全髋关节置换术股骨侧不同类型假体的选择对股骨假体与股骨髓腔之间应力分布及微动的影响有所不同,在不同股骨密度下合理选择股骨假体类型,使股骨假体与股骨界面间应力分布更加均匀及产生较小的微动,对指导临床实践具有较大的实际意义。为每一位病人进行特殊设计,提高了假体与病变骨骼的匹配度,提高了人工关节的长期稳定性,可以有效防止了关节松动。本课题利用Solidwork 软件建立股骨及骨水泥型和生物型假体的三维模型,参照多健康中心提供的骨密度参考值,围绕不同年龄段股骨上段骨密度的差异来选择对整体应力分布均匀及初始微动较小的股骨假体类型,通过三维有限元分析进行对比研究,得出哪个骨量段的整体应力分布更加均匀及初始微动较小。 实验结果表明随骨密度下降,单位面积的骨单元所承受的载荷加大,假体-股骨界面总体应力有上升趋势,但假体植入股骨后没有改变股骨总体的应力模式,植入的假体承担了大部分的负荷,假体末端出现应力增高,产生应力集中现象。各组标准差统计分析结果表明:1)无论男性还是女性在单足静止站立载荷下,股骨假体所受的mises 应力,界面应力的最大值均位于假体末端。2)随骨密度变化,生物型股骨假体上的整体应力分布在男性30-40岁组(对应股骨上端松质骨均值为0.851±0.064g/cm2)相对更加均匀;在女性30-40 岁组(对应股骨上端松质骨均值为0.766±0.08g/cm2)相对更加均匀。3)骨水泥型股骨假体上的整体应力分布在男性60 岁组(对应股骨上端松质骨均值为0.7143±0.078g/cm2)相对更加均匀,在女性50 岁组(对应股骨上端松质骨均值为0.6963±0.08g/cm2)相对更加均匀。4)男性55 岁以内,女
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:R687.3

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