新型运动模式铰链膝关节假体磨损有限元分析

作者:孔令跃; 张静; 田东牧; 张净宇*; 胡永成*
来源:医用生物力学, 2023, 38(01): 97-103.
DOI:10.16156/j.1004-7220.2023.01.014

摘要

目的 对新型球轴运动模式铰链膝关节假体进行有限元分析,研究假体磨损仿真的方法及运动方式对假体磨损的影响。方法 基于球轴假体接触力学有限元模型,根据Archard磨损理论,建立磨损有限元模型,以各种运动数据为加载条件,模拟生理活动下膝关节的力学环境,研究球轴假体磨损情况。结果 对于胫骨衬垫,上下楼时平均和最大接触应力均高于步行,上楼时累积磨损体积大于下楼和步行,且磨损均主要发生在衬垫下表面。对于球轴衬套,仅步行时存在短时间接触和磨损,累积磨损体积为0.19 mm3。结论 铰链膝关节假体的球轴运动模式可改善置换后膝关节力学环境,降低衬套磨损,延长假体生存期。有限元仿真可有效预测铰链假体的磨损,为其设计及改进提供理论支持。

  • 单位
    长安大学; 天津市天津医院; 内蒙古医科大学第二附属医院

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