计算机辅助髋关节囊韧带重建三维有限元分析及其生物力学意义

摘要

目的从生物力学角度,采用三维有限元方法,探讨关节囊韧带重建对髋关节的稳定机制。方法利用功能强大的有限元分析软件Unigraphics NX 2.0和SolidWorks 2006构建出包括坐股韧带重建的全髋关节置换术（total hip arthroplasty,THA）三维有限元模型,模拟坐位腿交叉动作载荷,获取假体脱位过程的角活动度和相应的阻力矩值。结果所构建坐股韧带为多体连接非线性、大界面划移、高弹性的结构模型,客观反映坐股韧带真实解剖形态及其生物力学行为。增加坐股韧带重建的模型与仅有金属的模型相比,降低了撞击点和脱位点峰应力分别为17%和31%。峰阻力矩增加了57%,并提供了2.29倍的稳定性。结论坐股韧带作为髋关节后方关节囊一个确切的解剖结构,对后方稳定装置的力学完整性起到重要的作用,髋关节成形术中应该重建髋关节囊韧带。