腕关节外卡式新型假体设计、生物力学仿真分析及临床效果研究

• 作者: 宋慕国 徐永清 李川
• 来源期刊: 生物骨科材料与临床研究
• 学科: 医学
• 关键词: 腕关节 假体 外卡固定式 有限元仿真 类风湿性关节炎
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 论著·实验研究
• 页码范围: 44-48,54
• 页数: 6页
• 分类号: R318
• 字数: 4585字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-5972.2020.02.010

摘要

目的 针对现有假体长时间承受拉力易导致手术最终失败的现象,设计了一种新型外卡固定式假体,并针对新型假体设计、生物力学情况及临床效果进行分析.方法 采用TiNi板、钛合金和聚乙烯等材料,借助计算机辅助设计(CAD)软件设计和制作新型外卡固定式假体.用电子计算机断层扫描(CT)设备采集并提取人体全腕关节组织数据,构建其有限元模型并验证了模型的有效性.随后基于全腕关节CT扫描图像,利用有限元仿真技术对比类风湿组及正常腕骨模型组应力水平、腕关节功能及临床疗效对比.结果 有限元仿真结果表明在日常轴向载荷(2.02 MPa/255.60 N)下,类风湿模型植入假体后的各部位应力指标稍大于正常组,差异有统计学意义(P＜0.05);另外类风湿组模型计算结果为掌骨压力值最大为16.538 MPa,应力只在固定螺栓的螺纹处,此处容易产生应力集中,螺纹处的应力值最大为19.434MPa,桡骨假体最大应力为1.790 37MPa,关节处聚乙烯的应力为2.771 2MPa,下半接触面为1.051 3 MPa,新型假体所采用材料的强度和压力均明显大于上述值.假体应用后,类风湿组腕关节屈伸、旋转活动度均显著高于治疗前,与正常组比较差异无统计学意义(P＞0.05),能够更好地保留腕关节功能;患侧经治疗后屈伸活动度、旋转活动度均显著提升,腕关节Mayo评分显著提升(P＜0.05);与健侧对比,患侧治疗后各项指标均差异无统计学意义(P＞0.05).结论 ①新型假体由于采用外卡固定式从而能够承受较大的拉力,更大程度上保留了腕关节的功能,有助于提升临床治疗的质量和效果;②新假体能够适用于类风湿性关节炎的腕关节临床置换术.