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定制型假体修复重建股骨近段大段骨缺损的三维有限元模型的建立及相关生物力学研究

李小彪  
【摘要】:目的:建立股骨近段大段骨缺损及定制型股骨近段假体修复重建骨缺损的三维有限元模型,分析不同柄长的股骨近段假体柄植入髓内后对股骨-骨水泥-假体的应力分布的影响,初步探讨股骨近段假体髓内柄的合适长度,以指导临床工作。 方法:通过CT扫描数据建立股骨近段130mm骨缺损的三维有限元模型,髓内柄长度分别为160mm,140mm,120mm,100mm,80mm的定制型股骨近段假体的三维有限元模型。将不同柄长的股骨近段假体分别植入股骨近段大段骨缺损模型,模拟下肢单足行走进行负荷加载,分析股骨-骨水泥-假体的应力分布以及股骨近段假体髓内柄长度的变化对应力分布的影响。 结果:股骨内外侧应力由股骨近端向远端逐渐增加,在假体柄末端处达到最大值,但均远小于股骨干疲劳强度;股骨前后侧应力变化规律不明显。假体髓内柄长度的变化对股骨近端应力遮挡程度没有明显影响,但可以在一定程度上减小应力遮挡的范围。骨水泥应力由近端向远端逐渐增加,在假体柄末端附近达到最大值。当假体髓内柄长度为120mm,100mm和80mm时骨水泥所受最大应力值高于其疲劳强度;柄长为140mm和160mm时,骨水泥所受最大应力值低于其疲劳强度。假体髓内柄所受应力最大值在假体柄远端,最大应力值均小于假体疲劳强度。


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