膝上截肢假体植入界面的应力分析

作     者：赵世聪 吕林蔚 刘璐 张春秋 叶金铎 刘婕 ZHAO Shi-cong;LYU Lin-wei;LIU Lu;ZHANG Chun-qiu;YE Jin-duo;LIU Jie

作者机构：天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室机电工程国家级实验教学示范中心天津理工大学机械工程学院天津300384 天津市骨植入物界面功能化与个性研究企业重点实验室嘉思特华剑医疗器材(天津)有限公司天津300190 

基　　金：天津市科技支撑重点项目(19YFZCCG00410) 天津市科技计划项目生物医学工程科技重大专项(18ZX SGSY00010) 

出 版 物：《医疗卫生装备》 (Chinese Medical Equipment Journal)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      码：18-24,49页

摘      要：目的:对膝上截肢假体植入后的骨-假体界面不同的骨整合状态进行有限元模拟,分析界面的应力变化,以判断临床中假体是否松动。方法:依据一名健康男性志愿者的CT二维影像扫描数据,采用Mimics软件建立三维逆向截肢后股骨模型,使用SolidWorks软件建立假体模型。将装配好的模型导入Abaqus软件,将骨-假体界面分为7个区域,模拟计算不同区域未骨整合时(开裂)的界面应力。结果:当骨-假体界面存在未骨整合区域时,压应力最大增大172%,剪应力最大增大230%,且未骨整合区域与骨整合区域交界处出现应力集中的现象。结论:膝上截肢假体植入界面未骨整合时会显著增大界面的压应力和剪应力,界面局部应力过大可引起界面开裂,进一步演化可导致假体植入失效。

主 题 词：膝上截肢 假体植入 假体 界面应力 骨整合 假体松动 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.19745/j.1003-8868.2022092

馆 藏 号：203112099...