骨小梁髋假体柄植入的应力分析

目的:分析髋关节置换中实心钛合金假体与骨小梁假体柄植入的应力。方法:基于Mimics软件逆向建立股骨模型,并使用Geomagic软件对股骨模型进行优化,再通过SolidWorks软件将模型实体化。将截骨后的股骨与金属股骨柄进行装配,并将装配好的模型导入ABAQUS中进行有限元计算。将股骨上部分为内侧近端点(小转子区)、外侧近端(大转子区)、股骨干近端点(茎突中段周围)、远端区域(茎突末端周围和远端)4个区域(处于不同整合状态),计算步态、爬楼梯载荷下植入实心钛合金假体和骨小梁假体前后的股骨应力以及区域未整合时的界面应力,并通过应力椭球分析骨界面的变形类型。结果:在小转子区,步态和爬楼梯载荷下骨小梁假体相比实心钛合金假体应力屏蔽率分别降低了20.5%和14.7%。实心钛合金假体存在不同整合状态时,步态与爬楼梯载荷下界面拉应力最大分别为10.842、12.900 MPa,剪应力最大分别为7.050、6.805 MPa;而骨小梁假体存在不同整合状态时,步态与爬楼梯载荷下界面拉应力最大分别为3.858、4.389 MPa,剪应力最大分别为4.156、3.854 MPa。2种不同载荷下,界面内侧剪应力椭球开口朝向两侧,骨界面发生拉伸变形;界面外侧剪应力椭球上下开口,发生压缩变形。结论:全髋关节置换术后,骨小梁假体的整体性能优于实心钛合金假体,且假体-骨界面未整合边缘易发生应力集中以及变形,引发进一步失效。

假体柄长度与股骨远端肿瘤术后假体无菌性松动的关系

目的探究假体柄长度对股骨远端肿瘤膝关节假体置换术后假体无菌性松动的影响。方法选择自2015年6月至2021年6月于四川友谊医院行膝关节假体置换术的164例股骨远端肿瘤患者作为研究对象,根据术后随访2~8年期间假体无菌性松动情况将患者分为未松动组和松动组。未松动组126例,男71例,女55例;年龄25~69岁,平均(47.69±5.48)岁。松动组38例,男24例,女14例;年龄27~70岁,平均(46.12±5.33)岁。比较两组患者的临床资料。采用Kaplan-Meier法分析假体柄长度与假体使用寿命的关系;采用随机森林算法及多因素Logistic回归分析影响患者术后假体无菌性松动的因素;相关性E值法分析研究结果的敏感性;限制性立方样条图分析假体柄长度与患者术后假体无菌性松动的剂量-效应关系;建立预测模型并评价其预测效能。结果Kaplan-Meier法分析结果显示,假体柄长度与假体使用寿命有关(P<0.001);下肢力线距膝关节中心距离增加是患者术后假体无菌性松动的危险因素(P<0.05),假体柄长度、髓腔柄与股骨直径比值、机械轴股骨远端外侧角、术后髋-膝-踝角增加是保护因素(P<0.05);敏感性分析显示E=2.015;男性患者或女性患者中,假体柄长度与术后假体无菌性松动均不存在非线性关系(P>0.05);当模型预测术后假体无菌性松动概率为0.80时,约登指数最高(77.77),准确度为92.24%,敏感度为85.63%,特异度为92.14%,受试者工作特征曲线下面积为0.825(95%CI:0.766~0.884,P<0.001)。结论下肢力线距膝关节中心距离、假体柄长度、髓腔柄与股骨直径比值等是股骨远端肿瘤患者膝关节假体置换术后假体无菌性松动的影响因素,建议外科医生应选择较长的假体柄和较粗的髓腔柄,增加假体髓腔柄与股骨直径和髓腔直径的贴合度,同时术后应定期检查下肢力线偏倚情况,及时重建下肢力线。

袖套结构联合肿瘤型假体柄初始稳定性的有限元分析

目的对新型梯形袖套联合不同长度(90、105、20、135 mm)、形状(直柄、曲柄)假体柄进行有限元分析,研究其初始稳定性的差异。方法建立股骨-袖套-假体有限元模型,设定其接触模式为面与面接触,模拟生理活动中单足站立、快速行走的加载条件,研究股骨-袖套-假体柄微动情况。结果单足站立及快速行走时,梯形袖套联合直柄微动值大于曲柄,当假体柄长度为120 mm时,微动峰值及微动平均值达高峰。梯形袖套联合直柄在单足站立及快速行走时微动平均值分别为(67.7±43.5)、(64.1±59.2)μm,微动峰值分别为121、146μm。随着假体柄长度及形状的变化,梯形袖套周围微动值保持不变。结论梯形袖套联合曲柄优于直柄,当假体柄长度为90 mm时,可保持最佳初始稳定性。

一种新型髋关节假体柄的生物力学设计

目的基于一种新型髋关节假体柄设计,分析其在站立、行走、跑步和坐姿工况下的应力分布差异。方法基于人体CT数据,建立7组不同柄植入后的髋关节模型,利用有限元分析方法计算不同工况下假体柄和股骨应力情况。结果与植入传统假体柄相比,站立时新型假体柄植入后假体柄应力峰值降低23%、股骨应力降低72%。7种假体柄结果显示,假体柄高度为86.5 mm的新型设计最符合患者需求。多工况结果显示,患者处于坐姿,柄承受应力最小,使用寿命更长。结论新型假体柄有助于延长假体使用寿命,减小骨损伤风险。髋关节假体模型为后期柄的设计及患者术后康复提供科学理论支撑。

分析人工髋关节置换术后假体柄周围股骨骨折

观察人工髋关节置换术欧假体柄周围股骨骨折的临床疗效和价值。方法 选择本院骨科接受人工髋关节置换手术治疗后术后出现假体柄周围股骨骨折的患者23例作为研究对象(病例收集时间集中在2020年2月-2022年10月),根据患者不同的骨折类型选择相应的治疗,对不同治疗技术下的效果差异展开比较。结果 全部患者治疗后的治疗优良率为91.30%,其中包括8例优、13例良和2例差;干预前后患者的生活质量评分、生活自理能力评分和疼痛评分等存在显著的差异(P<0.05),差异具有统计学意义。结论 在人工髋关节置换术后发生假体柄周围股骨骨折后选择个性化的治疗方案能强化手术干预能达到预期的治疗目的和效果,不仅可以缓解患者机体上的疼痛水平,还可以减少手术后并发症的发生,更好更快的让患者恢复正常的生活状态,对于稳定患者治疗效果、改善患者预后方面的作用十分明显。

人工髋关节假体柄形状设计

在人工髋关节假体柄承受压力作用下,假设股骨和假体柄为完全结合的同心圆柱体,建立了一个相对完善的界面应力传递理论模型,获得了界面剪切应力和径向应力随轴向位置变化的分布.界面最大的剪应力发生在z=0处,即股骨颈的截面上.随着z的增大,界面剪应力呈幂指数减小.重要的是使得股骨假体柄与股骨之间界面应力在假体柄轴向上沿长度保持为一定常数且与施加于假体柄z=0处的压力相平衡,这样就不会出现股骨局部应力集中和假体柄下沉的现象.假设0<z<0.1 m区域内的剪应力值等于z=0.1 m处的值,计算出假体柄半径a随轴向位置变化的分布,进而为假体柄表面尺寸的设计提供一个理论参考依据.

骨水泥假体柄与股骨界面应力传递简化模型

将股骨、骨水泥和假体柄看成为线弹性和各项同性材料结合的同心圆锥体,建立包含热效应时的轴对称界面应力传递简化模型.在骨水泥、假体柄承受压缩应力的状态下,应用弹性力学的基本方程,获得了假体柄、骨水泥、股骨轴向应力以及界面剪切应力随轴向位置的分布.界面失效是假体柄、骨水泥、骨结构承载的主要失效形式.热残余温差的存在,加速了假体柄、骨水泥和股骨界面的失效和假体柄的松动,加剧了股骨应力遮盖效应,这主要是骨水泥具有较高的热膨胀系数所致.由于Ti-6Al-4V(钛合金)材料的弹性模量和热膨胀系数比钴铬合金小,在一定程度上缓和了界面和股骨的失效,这和临床所见一致.

伊班膦酸钠对髋关节置换后假体柄周围骨丢失的预防效果

目的评价全髋关节置换术后伊班膦酸钠的应用对预防股骨假体柄周围骨丢失的临床疗效。方法前瞻性纳入2014年1月—2015年12月汉中市中心医院骨关节创伤科进行全髋关节置换患者100例,采用随机数字表法分为对照组(50例)和试验组(50例),其中试验组患者术后5～7d给予伊班膦酸钠4mg静滴,并于术后每3个月滴注1次。对照组患者不给予,其余治疗方案相同。比较两组患者术前及术后12个月的股骨假体柄周围基于Gruen分区法的7个感兴趣区(region of interest,ROI)的骨密度值改变,以及血钙、磷和碱性磷酸酶水平改变。结果术后12个月,两组股骨假体柄周围骨密度均较术前有所下降,差异有统计学意义(P<0.05),但试验组患者术后12个月的骨密度显著高于对照组,试验组和对照组股骨各测量ROI的骨密度分别为1区(0.94±0.14)g/cm^2vs.(0.81±0.19)g/cm^2,2区(1.54±0.2)g/cm^2vs.(1.34±0.31)g/cm^2,3区(1.71±0.23)g/cm^2vs.(1.39±0.19)g/cm^2,4区(2.04±0.29)g/cm^2vs.(1.74±0.38)g/cm^2,5区(1.81±0.31)g/cm^2vs.(1.62±0.39)g/cm^2,6区(1.62±0.28)g/cm^2vs.(1.40±0.14)g/cm^2,7区(1.21±0.32)g/cm^2vs.(0.94±0.29)g/cm^2,总体均值(1.49±0.32)g/cm^2vs.(1.29±0.41)g/cm^2,差异均有统计学意义(P<0.05)。试验组患者术后12个月的碱性磷酸酶水平显著低于对照组患者[(56.41±8.74)mmol/L vs.(56.41±8.74)mmol/L,P<0.05],但血钙和血磷差异无统计学意义(P>0.05)。试验组中有11例患者在滴注伊班膦酸钠后出现体温升高、头痛、肌肉酸痛等症状,予以对症处理后好转。结论全髋关节置换术后应用伊班膦酸钠能够有效减少股骨假体柄周围骨密度的丢失。

钛-镍记忆合金接骨板治疗髋关节置换术后假体柄周围骨折

目的 探讨钛-镍记忆合金接骨治疗髋关节置换术后假体柄周围骨折的临床疗效.方法对10例髋关节置换术后假体柄周围骨折采用切开复位钛-镍记忆合金接骨板进行治疗.结果 10例经3～24个月随访,术后4～8个月骨折正常愈合,肢体功能恢复到伤前状态,无一例出现假体松动,根据股骨干骨折疗效评定标准,本组治愈8例.结论钛-镍记忆合金接骨板治疗髋关节置换术后假体柄周围骨折,具有创伤小,操作简单,固定可靠,对骨折端破坏小,利于骨折愈合等优点,是一种行之有效的治疗髋关节置换术后假体周围骨折的方法.

普通骨水泥假体柄置换治疗高龄股骨转子间粉碎性骨折治疗中的临床护理

目的:探讨普通骨水泥假体柄置换在高龄股骨转子间粉碎性骨折治疗中的临床护理。方法:2007年6月～2010年6月选用普通假体柄人工股骨头置换术治疗高龄股骨转子间粉碎性骨折36例,术前积极处理内科合并症以提高高龄患者的手术耐受性,尽可能早期手术。在保留0.8～1.0cm股骨矩下,转子间粉碎骨块在维持复位下经前后壁全皮质全螺纹钉固定,深放塑料栓子2～3cm,以增加假体柄在骨水泥中的固定量和长度,术后配合医生按时叩背、翻身、按摩骶尾部、膀胱冲洗、抗凝,防止骨科四大并发症。结果:36例术后均获6～36个月随访,平均住院14d,4周下地负重行走。2例并发心脑血管病而死亡,3例行走时轻度疼痛,31例活动良好,无感染、柄下沉或松动并发症、无压疮、泌尿系感染发生;2例肺炎,3例亚急性脑性脂肪栓塞治疗后痊愈。结论:普通假体柄用于高龄股骨转子间粉碎性骨折,转子间骨块采用全皮质全螺纹钉固定,同时以增加骨水泥固定量,能提高假体柄的固定强度和长度,积极护理,术后恢复快,可早期下地活动,并发症少,是一种较好的治疗方法。

人工股骨头置换术后假体柄断裂的光弹性研究

关节假体柄部断裂在股骨头置换术后并非少见。本实验采用光弹性技术研究模拟人工股骨头假体应力分布，分析人工股骨头假体柄断裂的因素。通过实验研究及８例（９个部位）人工股骨头置换术后假体柄断裂的临床观察，确定其致柄断裂的因素为：①骨水泥的填充和股骨距的截取对假体的应力分布有直接影响；②人工股骨头假体装置不当，如假体内翻或外翻畸形位，均能形成柄部应力集中；③人工股骨头假体一旦出现松动，原装置的假体与股骨上段应力分布发生改变，易导致柄部疲劳断裂。

骨水泥假体柄-股骨界面应力传递模型

目的研究骨水泥假体柄与股骨界面应力传递的力学模型。方法将股骨、骨水泥,假体柄视为线弹性和各项同性材料结合的同心圆柱体。建立包含热效应时的轴对称界面应力传递模型,获得了股骨、骨水泥和假体柄轴向应力以及假体柄/骨水泥、骨水泥/股骨界面剪切应力随轴向位置的分布。结果界面失效是假体柄/骨水泥/股骨结构的主要失效形式,且存在热效应时,界面更可能产生混合的而不是存剪切的失效形式;由于骨水泥具有较高的热膨胀系数,热效应的存在具有加速界面失效从而加剧应力遮盖效应的趋势;在较高热残余温差下,运用钴铬合金比Ti-6Al-4V合金假体柄材料更容易导致界面和股骨的失效。结论在骨水泥,假体柄承受压缩应力的状态下,应用弹性力学的基本方程,获得了假体柄,骨水泥,股骨轴向应力以及界面剪切应力随轴向位置的分布。界面失效是假体柄,骨水泥,骨结构承载的主要失效形式。热残余温差的存在,加速了假体柄、骨水泥和股骨界面的失效,加速了假体柄的松动,加剧了股骨应力遮盖效应。这主要是骨水泥具有较高的热膨胀系数所致。由于Ti-6Al-4V(钛合金)材料的弹性模量和热膨胀系数比钴铬合金小,在一定程度上缓和了界面和股骨的失效。这与临床所见一致。

分析人工髋关节置换术后假体柄周围股骨骨折的治疗

目的分析人工髋关节置换术后假体柄周围股骨骨折的治疗效果。方法选择2015年7月-2018年7月该院接受的55例人工髋关节置换术后假体柄周围股骨骨折作为案例,结合不同的类型实施不同方式治疗,治疗后对结果分析。结果在该次研究中50例显效,3例有效,2例无效,整体的有效几率是96.3%,整体有效率高。55例患者中,疼痛完全缓解47例,明显缓解4例,轻度缓解2例,2例患者无缓解,整体疼痛缓解率为92.7%。治疗前与治疗后患者的自主生活能力评分存在显著差距,治疗后患者的自主生活能力评分大幅度上升,分数值在6分以上,治疗前在6分以下。进食、如厕、床椅转移、平地行走差异有统计学意义(t=7.030、7.520、8.610、8.540,P<0.000)。结论对于人工髋关节置换术后假体柄周围股骨骨折案例实施针对性的方式治疗后,能提升治疗可行性,增强患者的自主生活能力,提升患者的生活质量,建议临床推广。

唑来膦酸对髋关节置换后假体柄周围骨丢失的预防效果

背景:无论是股骨侧还是髋臼侧在髋关节置换后1年内均会出现不同程度的骨丢失,对假体的长期稳定性和骨强度造成严重影响。因而减少全髋关节置换后假体柄周围骨丢失量对延长假体使用时间、预防假体周围骨折具有重要意义。目的:观察分析唑来膦酸对髋关节置换后假体柄周围骨丢失的预防效果。方法:选取2011年2月至2014年9月莘县人民医院收治进行全髋关节置换的80例患者,采用随机数表法分为两组,每组40例。置换后第4天给予观察组患者唑来膦酸治疗,对照组患者不给予,两组其余用药相同。对两组置换前和置换后1年的髋部骨密度变化进行测量;观察两组置换前、用药后3 d和用药后1年的血清钙、磷水平及碱性磷酸酶活性变化;对观察组患者用药期间出现的不良反应进行记录。结果与结论:置换后1年两组患者股骨假体周围的平均骨密度均显著下降,与置换前比较差异有显著性意义(P<0.05)。置换后1年观察组患者的平均骨密度显著高于对照组(P<0.05)。用药后3 d两组患者的钙、磷水平均较置换前显著下降,差异均有显著性意义(P<0.05)。用药后1年钙、磷水平维持在置换前水平。置换后短期内两组患者的碱性磷酸酶活性均稍微下降,但与置换前比较差异无显著性意义(P>0.05)。用药后1年,观察组患者的碱性磷酸酶活性较低,与置换前、对照组比较差异均有显著性意义(P<0.05)。用药后1年,对照组患者的碱性磷酸酶活性与置换前差异无显著性意义(P>0.05)。用药两三天内观察组有9例患者出现不同程度的肌肉酸痛和发热,给予乙酰氨基酚后症状得到缓解。提示全髋关节置换后给予唑来膦酸注射液能够有效预防患者置换后早期假体柄周围骨丢失,但是置换后1周内可能会出现发热的症状,因此建议在置换完成1周后给予患者唑来膦酸注射液,若出现发热等症状,可给予乙酰氨基酚进行缓解。

髋关节股骨假体柄型面拷贝式电解加工试验研究

针对髋关节股骨假体柄材料难加工、型面面积大、大批量生产困难等难点,提出拷贝式电解加工的方法,利用成形阴极在304不锈钢毛坯件上进行假体柄型面拷贝式电解加工试验,重点研究电解液压力、加工电压、进给速度对型面尺寸精度的影响规律。通过参数优化,得到在电解液入口压力0.6 MPa、加工电压16 V、阴极进给速度0.15 mm/min条件下,加工的假体柄型面实际尺寸与目标尺寸的误差在0.035~0.153 mm,表面粗糙度在Ra0.796~1.311μm。

普通假体柄置换在治疗高龄股骨转子间粉碎性骨折中的临床应用

目的探讨普通假体柄在治疗高龄股骨转子间粉碎性骨折中的临床应用。方法自2007年12月～2009年12月选用普通假体柄人工股骨头置换术治疗高龄股骨转子间粉碎性骨折32例,术前积极处理内科合并症以提高高龄患者的手术耐受性,尽可能早期手术。术中注意保留0.8～1.0cm股骨矩,转子间粉碎骨块在维持复位下经前后壁全皮质全螺纹钉固定,放置塑料栓子时要比假体柄的预约远端点长2～3cm,以增加假体柄在骨水泥中的固定量和强度。结果 32例术后均获6～36个月随访,平均住院14d,4周下地负重行走。2例因并发心脑血管病而病逝,3例行走时轻度疼痛,28例活动良好,无感染、柄下沉或松动并发症。结论普通假体柄用于高龄股骨转子间粉碎性骨折,转子间骨块采用全皮质全螺纹钉固定,同时增加骨水泥固定量,能提高假体柄的固定强度,术后恢复快,可早期下地活动,并发症少,是一种较好的治疗方法。

人工股骨头置换术后假体柄穿透股骨干皮质1例

人工股骨头置换术后假体柄穿透股骨干皮质１例张劲羽，王辉（安徽省芜湖市第二人民医院骨科芜湖市２４１０００）病例介绍患者，女，７２岁，因摔倒致左髋疼痛、功能障碍，于１９９５年２月２７日入院。查体：神志清楚，心肺未闻及异常，腹软、肝、脾未触及肿大。左侧股骨...