上楼梯对人工膝关节假体磨损影响的有限元研究

摘要：

目的 通过有限元磨损模型研究上楼梯对衬垫磨损的影响,对完善人工膝关节的磨损评估方法、指导假体设计等具有重要的理论和实际意义.方法 基于Archard磨损理论建立人工膝关节衬垫磨损的有限元模型并验证,然后加载正常水平行走(ISO14243标准)和上楼梯的载荷,对比分析上楼梯对衬垫磨损的影响.结果 水平行走步态载荷下,模型预测的磨损结果与文献实验报道结果一致,模型具有较好的有效性.上楼梯的体积磨损率为每100万次循环(million cycle,MC)37.10 mm3,显著高于水平行走步态的体积磨损率(16.94 mm3/MC),线性磨损也具有类似的结果.上楼梯内侧平台的磨损区域主要集中在后部,与水平行走时内侧平台的磨损主要发生在中部区域有明显不同.结论 上楼梯作为高载荷、高屈膝角度的日常运动之一,对人工膝关节衬垫的磨损有较大影响,其磨损率和磨损区域与水平行走有明显差异,在人工膝关节的磨损检测和评估中应该给予适当的重视.

关键词：全膝关节置换术、上楼梯、磨损、有限元分析

所属期刊栏目：32

分类号：R318.01(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金项目11072021,31200725,31470942;国家科技支撑计划2012BAI22B02;传感器技术国家重点实验室开放基金NSFC31470942

在线出版日期：2017-06-13（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：109-114