人工髋关节置换中的股骨-假体界面应力分析

摘要

目的：　　通过在万能试验机上实施应力加载试验，探讨人工髋关节置换中的界面应力分布情况及其在临床中的应用。　　方法：　　采集新鲜成人股骨头端标本10具，在标本下端用骨水泥固定，按标准制成统一的实验力学模型，按照不同人工髋关节材料划分成NS(不锈钢）和Ti（钛合金）两组。按照是否骨水泥人工髋关节置换手术，分为YC（有骨水泥）和NC（无骨水泥）组，在假体内外侧不同部位选取试验点，粘贴电阻应变片，在万能试验机上行实验应力测试,分析人工髋关节置换后距顶界面、人工髋假体内外侧界面及关节柄上的应力分布情况。　　结果：　　两种不同材料置换的骨界面应力，不论内外侧均以钛合金材料置换的应力低得多；在股骨距和关节柄末端1/3最易产生假体松动、断裂；采用骨水泥灌注的假体在手术初始稳定性比无骨水泥假体置换更具有优越性，假体-骨水泥-骨界面因结合为整体，力学性能也是优越的。　　结论：　　假体材料的弹性模量越低，关节柄上的应力分布越小，假体置换后与骨的“融合”性能越好，松动率越低；用骨水泥灌注的假体在手术初始稳定性比无骨水泥假体置换更具有优越性。在置换手术中应该注意假体内外侧应力的大小均衡问题，术中假体与髓腔的良好的近于解剖的匹配可使大部分应力经假体-骨传导,有效降低应力遮挡并避免了应力集中,防止了骨吸收,减少了远期松动的发生率。

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前言

一、 材料与方法

（一）实验程序

1.标本的制备与分组：

2.实验力学模型：

（二）实验方法：

（三）数据处理：

二、实验结果：

（一）关节柄上的应力分布：

（二）人工髋假体内外侧骨界面应力分布：

1.人工髋假体内外侧界面未注入骨水泥时，在它的上剪切应力分布：

2.人工髋假体植入时，未充填骨水泥时的界面正应力：

3.充填骨水泥的人工髋关节的界面剪切应力分布：

4. 有骨水泥时假体与骨界面的正应力分析：

（三）人工髋关节置换后距顶界面应力分布：

三、分析与讨论

四、结论

参考文献

附图：

致谢

附：综述:人工全髋置换术后假体松动断裂的研究进展