髋关节三维有限元模型的构建及关节囊修复预后分析

摘要：

目的 构建髋关节置换的三维有限元模型,模拟关节囊修复和术后康复活动,比较两种关节囊修复方法 的生物力学差异.方法 以骨-囊-骨方式采集6个冷冻髋关节的后关节囊韧带复合体标本,用万能材料试验机测定标本的载荷-应变曲线等力学特性.采集一名志愿者骨盆及下肢薄层CT扫描数据导入Mimics软件,构建髋关节的三维模型,在CATIA软件中建立臼杯、股骨假体、关节囊的三维数字模型导入Mimics,模拟行全髋关节置换手术(THA),装配后数据导入ABAQUS软件中,根据解剖研究、力学结果 、本构方程设定关节囊属性,测量、比较屈髋过程中,解剖和传统修复关节囊的生物力学差别.结果 关节囊韧带复合体标本测试平均极限拉伸应变(39.21±5.23)％、极限拉伸强度(1.65±0.38)MPa.有限元模型应力-应变曲线与标本力学测试的结果 相似,符合关节囊的力学特征,屈髋活动时解剖修复的关节囊应力分布均匀,均在极限拉伸强度范围内,传统修复关节囊应力分布不均,屈髋90°时下部关节囊的拉伸应力达到关节囊标本的拉伸强度极限.结论 有限元模型可用于动态、量化、可视化分析髋关节囊应力分布,解剖修复比传统修复更符合生物力学特点.

关键词：全髋关节置换术、髋关节、关节囊、有限元分析

所属期刊栏目：40

资助基金：江苏省骨科创新团队项目;扬州市自然科学基金青年人才项目

在线出版日期：2021-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1826-1830