【摘要】：髖關(guān)節(jié)置換術(shù)是一種減少關(guān)節(jié)疼痛和恢復(fù)髖關(guān)節(jié)功能的積極有效的外科手術(shù)。隨著患者數(shù)量增多,且趨于年輕化,追求關(guān)節(jié)在體內(nèi)的長(zhǎng)期使用壽命更加急迫。為此,陶瓷髖關(guān)節(jié)由于其極佳的生物相容性和耐磨性倍受醫(yī)師與患者青睞。但由于股骨頭與臼杯邊緣接觸導(dǎo)致的關(guān)節(jié)高磨損阻礙了其在人體內(nèi)的長(zhǎng)期存留。因此,對(duì)于人工髖關(guān)節(jié)股骨頭與臼杯邊緣接觸的動(dòng)態(tài)接觸力學(xué)的分析與研究做了以下幾方面的工作:結(jié)合SolidWorks與ADAMS軟件建立了完整步態(tài)下,陶瓷髖關(guān)節(jié)股骨頭與臼杯產(chǎn)生邊緣接觸的動(dòng)力學(xué)仿真模型,該模型完整地實(shí)現(xiàn)了髖關(guān)節(jié)假體繞冠狀軸、矢狀軸和垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng),并且有效地模擬了股骨頭與臼杯動(dòng)態(tài)邊緣接觸行為,尤其是由股骨頭與臼杯小于1mm的初始分離距離導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)邊緣接觸行為。在模型的驗(yàn)證階段,將股骨頭與臼杯邊緣接觸等效為球與圓環(huán)接觸,并將基于赫茲接觸理論計(jì)算的接觸變形量與ADAMS仿真輸出的變形結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,其相同的變化趨勢(shì)說(shuō)明了該模型接觸剛度系數(shù)的合理性。在與髖關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)M機(jī)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比時(shí),通過(guò)對(duì)該模型運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間添加摩擦與否的結(jié)果進(jìn)行分析,合理地解釋了實(shí)驗(yàn)?zāi)M機(jī)結(jié)果中出現(xiàn)的最大動(dòng)態(tài)分離距離小,但最大邊緣接觸力大的原因。以上種種結(jié)果都表明了該邊緣接觸仿真模型的有效性與準(zhǔn)確性。在對(duì)影響髖關(guān)節(jié)發(fā)生邊緣接觸的位置參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)以及髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)期載荷進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),45°臼杯外展角位置可以避免小于0.8mm的股骨頭與臼杯分離距離帶來(lái)的邊緣接觸現(xiàn)象。同時(shí),減小對(duì)髖關(guān)節(jié)周圍軟組織的損壞,增加髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)期載荷有利于避免較大的初始分離距離帶來(lái)的邊緣接觸的不良影響。以上的結(jié)果對(duì)于陶瓷假體在體內(nèi)的長(zhǎng)期存留意義重大。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ174.7;R318.08
【圖文】：

臼周緣的纖維軟骨環(huán)，可以加深關(guān)節(jié)窩且增大多韌帶使關(guān)節(jié)更加穩(wěn)定，如髂骨韌帶，呈人字向下擴(kuò)展，髂骨韌帶能夠使關(guān)節(jié)囊前壁加厚，過(guò)度伸且維持了人體直立姿勢(shì)；恥骨韌帶位于髖下方與髖關(guān)節(jié)囊融合，限制大腿在髖關(guān)節(jié)處過(guò)后方，從坐骨體至大轉(zhuǎn)子根部，限制大腿在髖髖關(guān)節(jié)內(nèi)，內(nèi)有血管為股骨頭提供營(yíng)養(yǎng)[6]。窩關(guān)節(jié)，其可以實(shí)現(xiàn)在冠狀面內(nèi)的外展/內(nèi)收運(yùn)內(nèi)/外旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。不同軸的運(yùn)動(dòng)組合將限制運(yùn)少內(nèi)/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)范圍 。一般情況下，髖時(shí)估計(jì)可達(dá)五倍體重。行走時(shí)，髖關(guān)節(jié)力最大期[7]。當(dāng)運(yùn)動(dòng)劇烈時(shí)（跑、跳等），髖關(guān)節(jié)所

中北大學(xué)學(xué)位論文由金屬球頭和聚乙烯臼杯組成（Mental-on-Polyethylene）的髖關(guān)節(jié)假體曾使用（MoP 于 1958 年由 Charnley 首次植入人體叫做低摩擦假體），但由顆粒極易誘導(dǎo)骨溶解，從而引起關(guān)節(jié)假體的松動(dòng)和失效[1]，影響假體在體壽命。為此，硬對(duì)硬假體現(xiàn)在倍受歡迎。而陶瓷假體由于其優(yōu)異的生物相極佳的表面品質(zhì)還有其超高強(qiáng)度和超低磨損成為現(xiàn)如今關(guān)節(jié)假體研究的

髖關(guān)節(jié)所受的力將可能達(dá)到體重的十幾倍[8]。圖 1.1 髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖1.3 人工髖關(guān)節(jié)簡(jiǎn)介人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為減少關(guān)節(jié)疼痛和恢復(fù)關(guān)節(jié)功能的一種成熟有效的外科手術(shù)。依據(jù)人體髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)假體由股骨柄、球頭與髖臼杯構(gòu)成（圖 1.2），利用球頭與髖臼的球窩接觸形成旋轉(zhuǎn)。其目的是減小疼痛和通過(guò)創(chuàng)造一個(gè)低摩擦的軸承來(lái)分離暴露的骨頭達(dá)到恢復(fù)關(guān)節(jié)功能的作用。固定技術(shù)和軸承表面類型是假體設(shè)計(jì)的兩大主要問(wèn)題。假體可以用骨水泥固定或者通過(guò)使用多孔的燒結(jié)涂層使骨生長(zhǎng)（非骨水泥

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本文編號(hào)：2795228