上楼梯对人工膝关节假体磨损影响的有限元研究

作     者：王川 赵峰 丁文宇 孙艳 樊瑜波 

作者机构：北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100191 中国科学院传感器技术国家实验室北京100190 

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) 

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

年 卷 期：2017年第32卷第2期

页      码：109-114页

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 mm^3,显著高于水平行走步态的体积磨损率(16.94 mm^3/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。

主 题 词：全膝关节置换术 上楼梯 磨损 有限元分析 

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.1004-7220.2017.02.002

馆 藏 号：203230706...