运用有限元分析新型半髋假体装配过程中的应力分布

摘要：

目的 利用计算机模拟一种新型半髋假体系统假体装配过程中与股骨相互接触作用所产生的应力,探讨分析在临床手术中的操作界限值和相适应的假体外形.方法 对一名60岁正常男性志愿者进行双下肢的股骨中上段CT扫描,从扫描图像中建立实体模型后利用与有限元的数据交互功能进行实体模拟装配、网格划分、保形简化以及单元弹性模量赋值等操作步骤,最后生成三维有限元模型,并构造股骨与假体之间的面-面接触关系,模拟分析假体植入装配过程中的相对滑移和应力分布情况.结果 下压装配过程中假体柄对骨皮质产生附加应力,带棱槽假体的最大接触压力产生于棱槽变截面处,而最大装配应力和相对滑移量随假体压入深度呈非线性增长,当△2≥0.5 mm后附加应力增长速率显著提高.结论 与无棱槽假体的对比分析表明采用棱槽的半髋假体更容易装配并获得机械稳定,但在临床手术装配中应参照一定的量化操作要求,避免在植入时产生过大附加应力,对骨皮质产生破坏而导致治疗失败.

关键词：有限元分析、半髋假体、面-面接触、应力分布

所属期刊栏目：28

分类号：R318.01(医用一般科学)

资助基金：浙江省科技厅优先主题重点社会发展项目2009C03014-2;浙江省自然科学基金资助项目Y2111083

在线出版日期：2014-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：50-55