本文選題：關(guān)節(jié)成形術(shù) + 置換��； 參考：《中國組織工程研究》2016年09期

【摘要】：背景:髖關(guān)節(jié)置換過程中可以使用不同材料的假體,不同的假體組合會產(chǎn)生不同的生物力學(xué)效果和骨界面應(yīng)力分布。目的:探討不同材料人工髖關(guān)節(jié)假體對骨界面的應(yīng)力分布及生物力學(xué)的影響。方法:對志愿者進行髖部CT掃描,所得圖像資料以DICOM格式進行保存,并利用MIMICS軟件進行處理,導(dǎo)入ANSYS獲得股骨三維有限元模型。對股骨材料屬性進行賦材質(zhì),獲得股骨賦材質(zhì)三維有限元模型。選擇3種不同的置換假體材料(鈷鉻鉬合金、鈦合金以及復(fù)合材料),結(jié)合實際關(guān)節(jié)置換的具體要求,在CAE軟件中對不同類型假體予以設(shè)計,得出相應(yīng)的假體模型。按照STL格式將構(gòu)建的假體模型導(dǎo)入MIMICS中,對股骨與假體進行裝配。對不同假體關(guān)節(jié)置換后的應(yīng)力情況進行分析,分別對3種假體在置換后對應(yīng)完整股骨中下部應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)外側(cè)、小轉(zhuǎn)子右下方30 mm、股骨近端小轉(zhuǎn)子右側(cè)的應(yīng)力遮擋率進行計算。結(jié)果與結(jié)論:通過三維有限元分析,建立了直觀、精確的股骨模型以及假體三維模型。按照實際情況對股骨三維有限元模型進行賦材質(zhì),獲得相應(yīng)的模型,從而更加直觀的展現(xiàn)出股骨內(nèi)部不同材質(zhì)的屬性,并對鈷鉻鉬合金、鈦合金、復(fù)合材料3種假體置換后的股骨應(yīng)力進行了模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn),應(yīng)力遮擋率在股骨中下端股骨會出現(xiàn)下降的情況,置換后股骨遠端部位應(yīng)力高于完整股骨應(yīng)力水平。提示使用鈷鉻鉬合金、鈦合金、復(fù)合材料3種置換假體進行髖關(guān)節(jié)置換后均會出現(xiàn)一定的應(yīng)力遮擋情況。其中復(fù)合材料假體與人體的實際生理環(huán)境更為接近,可以有效減少應(yīng)力遮擋作用,有利于應(yīng)力從假體傳導(dǎo)至股骨上。
[Abstract]:Background: different materials can be used in hip arthroplasty. Different prosthesis combinations can produce different biomechanical effects and stress distribution at bone interface. Objective: to investigate the effect of hip prosthesis with different materials on the stress distribution and biomechanics of bone interface. Methods: the CT scan of the hip was performed on the volunteers, and the images were saved in DICOM format. The 3D finite element model of femur was obtained by introducing ANSYS into the software of MIMICS. A three-dimensional finite element model of femur material was obtained by assigning material to femur. Three different kinds of replacement prosthesis materials (cobalt-chromium-molybdenum alloy, titanium alloy and composite material) were selected. According to the specific requirements of actual joint replacement, different types of prostheses were designed in CAE software, and the corresponding prosthetic models were obtained. The constructed prosthesis model was imported into MIMICS according to STL format, and the femur and prosthesis were assembled. The stress of different prostheses after joint replacement was analyzed. The stress occlusion rates of the three prostheses in the stress concentration zone of the middle and lower part of the femur, the lower right of the trochanter and the right side of the proximal trochanter of the femur were calculated respectively. Results & conclusion: through three-dimensional finite element analysis, an intuitionistic and accurate three-dimensional model of femur and prosthesis was established. According to the actual situation, the three-dimensional finite element model of the femur is textured, and the corresponding model is obtained, so that the attributes of different materials in the femur can be displayed more intuitively, and the cobalt, chromium and molybdenum alloy, titanium alloy, The stress of femur after three kinds of prosthesis replacement of composite material was simulated. The results showed that the stress occlusion rate would decrease in the middle and lower femur, and the stress of the distal femur after replacement was higher than that of the intact femur. It is suggested that there will be some stress occlusion after hip replacement with cobalt, chromium and molybdenum alloy, titanium alloy and composite material. The composite prosthesis is closer to the actual physiological environment of the human body, which can effectively reduce the stress occlusion and facilitate the stress transmission from the prosthesis to the femur.
【作者單位】： 成都三六三醫(yī)院骨科;
【分類號】：R687.4

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本文編號：1931201