上楼梯对人工膝关节假体磨损影响的有限元研究

• 作者: 丁文宇 孙艳 樊瑜波 王川 赵峰
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 全膝关节置换术 上楼梯 磨损 有限元分析
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 109-114
• 页数: 6页
• 分类号: R318.01
• 字数: 3595字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16156/j.1004-7220.2017.02.002

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 mm3,显著高于水平行走步态的体积磨损率(16.94 mm3/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.