提高人工髋关节股骨柄体内结合强度的结构设计与优化方法

摘要

无菌性松动是造成人工髋关节股骨柄假体远期失效的最主要因素.假体和骨之间力学性能差异所造成的应力屏蔽现象是引起松动的主要原因.通过骨向假体的内向生长以及提高周围骨所受应力刺激是提高骨假体结合强度的两个主要出发点,多孔股骨柄能够同时满足这两点要求.本文提出了一种新的基于应力分布的多孔化股骨柄假体内部微结构的优化设计方法,并将其应用于个性化人工髋关节设计中.经优化的假体所受最大应力比优化前下降了约50％,周围骨所受应力则有一定程度的提高.使用本方法设计的假体能够减小植入后的应力屏蔽程度,减少骨质流失,具有较高的结合强度和服役寿命.