高氮无镍不锈钢接骨板的轻量化设计及生物力学研究——空心结构的影响

• 作者: 任伊宾 孙玉霞 杨柯 王青川 赵浩川
• 来源期刊: 中国医疗设备
• 学科: 医学
• 关键词: 高氮无镍不锈钢 轻量化 空心结构 有限元 接骨板
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 专论——医用高氮无镍不锈钢的研究与发展
• 页码范围: 21-27
• 页数: 7页
• 分类号: R318.08
• 字数: 5514字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-1633.2018.05.006

摘要

临床应用的高氮奥氏体不锈钢具有优良的力学性能、腐蚀性能和生物相容性,特别是其强度达到医用316L不锈钢强度2倍左右,但是临床用植入器件并没有充分利用其高强度的优势而进行结构尺寸的优化设计.本文采用有限元方法模拟研究空心结构高氮无镍不锈钢接骨板内孔的数量及孔径变化对弯曲抗力和应力分布的影响规律,结果表明随着孔数和孔径的增加,接骨板的轻量化率呈线性提高,同时三点弯曲时的弯曲抗力也明显降低,均成线性关系,应力分布随着孔的加入逐渐均匀.对于高强度的高氮无镍不锈钢而言,采用三孔结构及孔径为接骨板厚50%的设计,可以实现约15%的轻量化,而且保持较高的抗弯曲性能.同时根据研究结果,建议临床用316L不锈钢接骨板和钛合金接骨板可以采用双孔结构,孔径控制在接骨板厚度的50%以内,能够实现10%左右的轻量化,同时弯曲抗力不明显下降.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨柯	中国科学院金属研究所	247	3876	32.0	51.0
2	任伊宾	中国科学院金属研究所	29	920	12.0	29.0
3	孙玉霞	沈阳航空航天大学工程训练中心	13	39	3.0	6.0
4	王青川	中国科学院金属研究所	5	7	2.0	2.0
5	赵浩川	中国科学院金属研究所	2	2	1.0	1.0