UKA胫骨托盘背部设计对骨-假体固定界面的生物力学影响

作     者：马张稳 张兵 薛敏 董天琦 张静 陈瑱贤 MA Zhangwen;ZHANG Bing;XUE Min;DONG Tianqi;ZHANG Jing;CHEN Zhenxian

作者机构：延安大学附属医院骨外科陕西延安716000 长安大学工程机械学院西安710064 

基　　金：榆林市科技计划项目(CXY-2022-187) 国家自然科学基金项目(11902048,1220021015) 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第39卷第4期

页      码：637-643页

摘      要：目的研究UKA胫骨托盘背部设计对单髁膝关节置换(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)骨-假体固定界面的生物力学影响。方法构建膝关节内侧置换的固定式UKA有限元模型,以膝关节行走运动下的关节载荷和关节运动为边界条件,对比研究大龙骨型、小龙骨型、两立柱带鳍骨型、三斜立柱型和三直立柱型UKA胫骨托盘背部设计下胫骨von Mises等效应力、骨-假体固定界面接触应力以及微动的差异。结果在膝关节内侧最大受力时刻,相对于两立柱带鳍骨型的胫骨von Mises等效应力、骨-假体固定界面接触应力和微动,大龙骨型分别减小8%和15.9%、增大9.9%;小龙骨型分别减小12.3%、增大7.5%和1.6%;三斜立柱型分别减小10%和10.5%、增大1.2%;三直立柱型分别减小7.7%、14.7%、1.6%。而骨-假体固定界面的最大微动发生在步态周期21%时刻,相对于两立柱带鳍骨型的骨-假体固定界面微动,大龙骨型增大1.2%,小龙骨型增大1.6%,三斜立柱型减小0.4%,三直立柱型减小2.3%。结论为了提高胫骨假体的长期固定效果,建议UKA胫骨托盘设计应重点考虑两直立柱带鳍骨或小龙骨的组合设计,从而有效地平衡应力传递和界面微动,在保证假体稳定性的同时降低无菌性松动的风险。

主 题 词：单髁膝关节置换 假体设计 微动 有限元分析 接触应力 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.16156/j.1004-7220.2024.04.010

馆 藏 号：203138907...