有限元法分析髋关节表面置换后髋关节的力学特点

摘要

背景：有限元分析在全髋关节置换中的研究比较多,对髋关节表面置换后生物力学分布特点的研究较少.目的：三维有限元法分析髋关节表面置换后髋关节的生物力学特点.方法：建立金属对金属髋关节表面置换后的三维有限元模型,在髋臼侧加载与重力线平行的350 N载荷,观察假体应力分布、股骨应力分布和股骨头不同区域应力值.结果与结论：①髋臼杯沿和髋臼主体的应力值分别为（0.63±0.34）MPa和（1.89±0.67）MPa,髋臼杯沿的应力值高于髋臼主体（P〈0.05）;②应力集中在股骨颈,股骨头和股骨颈交界处出现应力遮挡,股骨假体柄周围骨质的应力值为（158.24±28.79）MPa,股骨假体柄应力值为（186.46±22.37）MPa,股骨假体柄周围骨质和股骨假体柄的应力值比较差异无显著性意义（P〉0.05）;③股骨头分区8个区域之间应力值差异有显著性意义（P〈0.05）,区域6和区域8的应力值高于其他区域（P〈0.05）;④表明金属对金属髋关节表面置换后股骨颈应力集中,股骨假体侧应力遮挡,股骨颈内侧、股骨颈假体和骨质交界处的应力较大.