材料匹配与人工髋关节接触性能分析

第一作者:毛 锋

2014-03-10 点击量:600   我要说

毛锋       郭海洋     程倩       奚卉    张茜    王凤才  

     目的: 研究当前临床常用的不同材料匹配的典型人工髋关节接触力学性能。

     方法: 建立球基共型接触人工髋关节的有限元模型;通过施加恒定竖直方向载荷,等效模拟关节正常行走情况下的接触力学,分析材料匹配球面的接触性能及评估相应的磨损预测。结果 获得具有诸如金属对金属(MOM)、金属对陶瓷(MOC)、陶瓷对陶瓷(COC)、陶瓷对聚合物(COP)、金属对聚合物(MOP)5种材料组配条件下的人工髋关节接触性能数值分析;

     结果:显示其接触应力由大到小排列分别为COCMOCMOMCOPMOP;而接触面积由大到小排列分别为MOPCOPMOMMOCCOC

     结论: 高弹性模量和低泊松比的材料匹配的人工髋关节变形量较小,但会导致局部应力较大;将低弹性模量和高泊松比的柔性材料聚乙烯作为髋臼,则不会出现较大的接触应力集中,但变形量较大,且出现边缘受力情况。另一方面,MOMMOC材料匹配的人工髋关节具有较低的接触磨损性能,对临床上人工髋关节选材提供参考价值。

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