人工髋关节磨损分析和临床失效诊断推理

• 作者: 姚天平 廖广姗 朱振安 毛远青 王成焘 王金武 赵庆辉 靳忠民
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 人工髋关节 磨损 失效 有限元分析 机械学 生物学
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 361-368
• 分类号: R318.01
• 字数: 5788字
• 语种: 中文

摘要

目的 研究人工髋关节磨损机理及磨损寿命界定准则,分析非正常磨损的具体原因和磨损失效的临床表现形式,建立失效事件的分析推理路线.方法 通过弹性流体动力润滑分析和有限元分析确定人工髋关节中的摩擦磨损过程及导致早期非正常磨损的产生因素；通过建立磨损寿命界定准则确定人工髋关节的使用寿命；通过磨损一骨溶解形态学矩阵对磨损失效临床表现形式进行归纳分类；通过临床调研建立失效事件推理逻辑.结果 计算得出球头一髋臼间的最小滑膜厚度和接触应力,以及相关参数的影响,作为磨损分析的理论依据；提出人工髋关节以几何形态变化导致的机械学失效和以骨溶解导致的生物学失效两种磨损寿命界定准则；得出磨损失效9种临床表现形式；提出磨损失效事件分析推理路线图.结论 人工髋关节运动副中主要发生边界摩擦和混合摩擦,以及粘着、犁沟和三体磨损等磨损过程；髋臼与球头的表面质量、配合间隙及圆度对早期非正常磨损具有重要的影响；金属--UHMWPE配副人工髋关节正常机械学磨损寿命可以达到40年,但生物学磨损寿命最多为15～20年,后者是制约今天假体使用寿命的根源；磨损失效临床表现形式的多样性是机械磨损与骨溶解过程综合的形态学效果；在失效事件分析中推理路线图可提供一定的帮助.