碳化硅-碳复合材料用于小关节假体：生物力学研究及三维有限元分析

• 作者: 杨永超 杨萃 谈清 陆芸
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 生物材料 骨生物材料 碳 有限元分析 骨和骨组织 图像处理,计算机辅助 成像,三维 材料试验
• 年，卷（期）: 2016,（16）
• 所属期刊栏目: 研究与报告 -- 组织工程骨材料
• 页码范围: 2333-2339
• 页数: 7页
• 分类号: R318
• 字数: 6844字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.16.007

摘要

背景：碳化硅-碳复合材料应用广泛，但其在医学假体材料领域无相关实验研究，效果尚不明确。<br>　　目的：探究新型碳化硅-碳复合材料的力学性能，采用三维有限元分析法模拟小关节的受力情况，论证其作为人工小关节假体替代材料的可行性。<br>　　方法：将规定尺寸的碳化硅-碳复合材料与传统碳/碳复合材料放置于电子万能试验机中，测定并计算材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力，随后测定并计算材料的摩擦系数、磨损体积和质量磨损率。应用三维有限元分析法，将第三掌骨有限元模型分别定义碳/碳复合材料及碳化硅-碳复合材料单元类型后，给予轴向200 N的作用力，分析其总位移及节点应力情况。<br>　　结果与结论：碳化硅-碳复合材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力高于碳/碳复合材料(P <0.05)，摩擦系数、磨损体积和质量磨损率、最大节点应力及最大总位移低于碳/碳复合材料(P<0.05)。结果说明，碳化硅-碳复合材料具有良好的力学性能、抗磨损性能，抗压缩形变及抗应力作用。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陆芸	天津市泰达医院骨外科	10	42	4.0	6.0
2	杨萃	天津市泰达医院科教科	6	14	3.0	3.0
3	杨永超	天津医科大学研究生院	1	3	1.0	1.0
4	谈清	湘西土家族苗族自治州人民医院骨外科	1	3	1.0	1.0