单间室膝关节假体衬垫在步态载荷下的磨损性能仿真分析

背景:目前,有限元分析多用于全膝关节假体衬垫的磨损仿真研究。目的:利用有限元分析单间室膝关节假体衬垫形状优化对磨损性能的影响。方法:基于Archard磨损理论建立了单间室膝关节假体的磨损有限元模型,研究了衬垫优化前后的接触压力及磨损性能变化规律。结果与结论:(1)在ISO标准步态载荷工况条件下,优化前后的衬垫接触压力分别为54.7 MPa和37.2 MPa,优化后的衬垫接触压力降低了32%;优化前后的衬垫线性磨损分别为4.38×10^-5mm和3.15×10^-5mm,优化后的衬垫线性磨损深度降低了28%;(2)结果表明优化后的衬垫可明显提高线性磨损性能,研究结果对单间室膝关节衬垫设计、磨损性能评估以及临床应用具有实际意义。