加载方式对RHK假体-胫骨固定生物力学的影响

目的研究不同加载方式对旋转铰链膝关节假体(RHK)胫骨固定生物力学的影响以及力学传导机制。方法针对AHK商用假体建立有限元模型,研究载荷分别通过胫骨平台、胫骨托盘、衬垫、股骨假体施加的不同加载方式对胫骨固定生物力学的影响及力学传导机制的差异。结果通过胫骨托盘施加载荷相比于通过胫骨平台施加,胫骨的等效范式应力在分布与数值上均无显著差异。通过胫骨衬垫施加载荷导致胫骨托盘范式等效应力分布更加均衡,延长柄最大范式等效应力下降84.5%,骨水泥下降53.3%,固定界面处胫骨最大等效范式应力下降17.8%,远端皮质骨区域下降48.4%。通过股骨假体施加载荷相比于通过衬垫施加,胫骨托盘及延长柄最大范式等效应力增大,胫骨最大范式等效应力减小,位于皮质骨远端,胫骨近端应力屏蔽更显著。结论不同假体施加载荷对于RHK假体-胫骨固定生物力学研究具有重要意义。通过聚乙烯衬垫施加载荷导致胫骨范式等效应力减小,增大应力屏蔽风险。通过股骨假体施加载荷同样导致力学传导与应力分布发生变化。在对诸如RHK高限制性假体进行研究时,应充分考虑假体结构、几何对固定界面生物力学的影响以及假体限制性决定的力学传导机制的差异。