人工髖關(guān)節(jié)假體力傳遞與假體近端骨整合機(jī)理研究.pdf

1、隨著中國社會(huì)老齡化進(jìn)程不斷推進(jìn)，由股骨頭壞死、關(guān)節(jié)病變、骨折等原因產(chǎn)生的全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。
　　全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)利用人工髖關(guān)節(jié)假體置換病變的髖關(guān)節(jié)，假體一端與股骨髓腔裝配，另一端與髖臼連接。人工髖關(guān)節(jié)假體置換失敗的主要因素是影響假體近端骨整合的應(yīng)力遮蔽，直柄假體與髓腔遠(yuǎn)端匹配度較低導(dǎo)致的假體無菌松動(dòng)。
　　人工髖關(guān)節(jié)假體置換中的應(yīng)力遮蔽、無菌松動(dòng)等問題與假體的力傳遞特性密切相關(guān)。當(dāng)假體上的力無法傳導(dǎo)到股骨

2、近端時(shí)，股骨近端將產(chǎn)生骨溶解，無法使假體與股骨形成良好的整合，假體在髓腔中的穩(wěn)定性不足，易于引起假體的無菌松動(dòng)。當(dāng)假體與髓腔以低匹配度形式匹配時(shí)，假體上的力向股骨近端傳遞，易破壞假體近端的骨整合區(qū)，影響假體在髓腔中的長期穩(wěn)定，同樣導(dǎo)致假體在髓腔中的無菌松動(dòng)。為提高假體在髓腔中的長期穩(wěn)定性，需要建立假體在髓腔中的有限元模型并配合實(shí)驗(yàn)，深入研究假體幾何參數(shù)、匹配形式與假體力傳遞之間的關(guān)系，在提高假體與髓腔匹配度的前提下，控制假體上的力傳遞到

3、股骨近端，促進(jìn)假體近端的骨整合。
　　本文研究內(nèi)容包括:
　　1.基于CT斷層掃描影像，使用CAD軟件(pro E)，醫(yī)學(xué)圖像軟件(Mimics)建立股骨三維實(shí)體模型，分析其解剖結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)能與髓腔準(zhǔn)確匹配的定制式髖關(guān)節(jié)假體并與假體模型進(jìn)行裝配。
　　2.使用有限元仿真軟件對裝配體進(jìn)行力傳遞分析，觀察股骨上的應(yīng)力應(yīng)變分布特性，分析不同情況下力傳遞規(guī)律。
　　3.基于有限元分析結(jié)果，分析力在股骨與假體間傳遞的規(guī)律，繪

4、制應(yīng)力在股骨上的分布圖，得到能避免應(yīng)力遮蔽與無菌松動(dòng)的優(yōu)化方案。
　　4.在力學(xué)傳遞研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)股骨模型力傳遞實(shí)驗(yàn)，在壓力測試機(jī)上對股骨與假體的裝配體進(jìn)行力加載試驗(yàn)，繪制應(yīng)變分布圖，結(jié)合有限元分析結(jié)果，得出能有效避免應(yīng)力遮蔽與無菌松動(dòng)的最合理假體與髓腔匹配方式。
　　5.根據(jù)股骨模型設(shè)計(jì)定制式假體，結(jié)合CAD/CAM/Robotic一體化制造技術(shù)制造出定制式人工髖關(guān)節(jié)假體，在提高假體與髓腔匹配度的同時(shí)，減小股骨近端的應(yīng)