基于正交试验接骨螺钉参数的生物相容性评价

• 作者: 方润心 纪爱敏 赵仲航 陈长胜 龙登燕
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 接骨螺钉 生物相容性 应力传递参数 有限元分析 正交试验 直观分析 方差分析 权矩阵方法
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 材料生物相容性
• 页码范围: 1574-1579
• 页数: 6页
• 分类号: R459.9|R-331|R318.08
• 字数: 5662字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1887

摘要

背景:当前骨科螺钉参数研究多集中于力学性能方面,缺少对其生物相容性的评估.目的:探究接骨螺钉材料属性及几何参数对生物相容性的影响规律,探求各因素及水平的最佳组合,为接骨螺钉的设计提供理论参考.方法:针对接骨螺钉5个因素的3个水平进行正交试验方案设计,因素A为螺钉直径(4.5,5.5,6.5 mm),因素B为螺纹牙型(矩形、梯形、三角形),因素C为螺钉螺距(1.75,2.25,2.75 mm),因素D为螺纹深度(0.5,1.0,1.5 mm),因素E为弹性模量(45,110,200 GPa),分别对18组不同螺钉参数下的骨-钉三维模型进行生物力学有限元分析,得出各组试验方案下的应力分布情况及2个试验指标值:皮质骨-螺钉之间的应力传递参数STPα,松质骨-螺钉之间的应力传递参数STPβ.利用权矩阵分析方法对正交试验数据进行分析进而得出影响规律及最佳组合.结果与结论:不同因素的不同水平对于生物相容性影响程度不同,其中螺钉材料属性为最主要影响因素,其次是螺纹牙型、螺距和螺纹直径并且三者影响程度相近,而螺纹深度影响最小.正交试验所得最佳组合方案为大径为6.5 mm、梯形螺纹、螺距为2.75 mm、螺纹深度为0.5 mm、弹性模量为45 GPa的接骨螺钉.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	纪爱敏	河海大学机电工程学院	46	243	8.0	14.0
2	陈长胜	河海大学机电工程学院	11	21	4.0	4.0
6	赵仲航	河海大学机电工程学院	7	0	0.0	0.0
7	龙登燕	河海大学机电工程学院	8	12	2.0	3.0
8	方润心	河海大学机电工程学院	6	4	1.0	2.0