定制型股骨近段假体的骨水泥三维有限元模型研究

摘要

目的建立股骨近段大段骨缺损及定制型股骨近段假体的三维有限元模型,分析不同柄长的股骨近段假体柄植入髓内后对股骨-骨水泥的应力分布的影响。方法通过CT扫描数据建立股骨近段130mm骨缺损不同髓内柄长度(140mm、120mm、100mm、80mm、60mm)的定制型假体的三维有限元模型。模拟下肢单足行走进行负荷加载,分析股骨-骨水泥的应力分布。结果骨水泥应力由近端向远端逐渐增加,在假体柄末端附近达到最大值。当髓内柄长度为140mm时,骨水泥层内、外侧最大应力值分别为2.5MPa和5.5MPa,均小于骨水泥自身强度,可以有效避免因高应力而导致骨水泥的碎裂。结论股骨近段假体髓内柄要有足够长度,以减少骨水泥所受应力,防止因骨水泥碎裂而出现假体松动。对于股骨近段130mm的骨质缺损,采用髓内柄长为140mm骨水泥型股骨近段人工假体重建能够有效减少骨水泥层压力,从而避免因骨水泥发生疲劳碎裂而导致假体松动的危险。