无柄解剖形人工髋关节生物力学实验研究

本实验对一种新型无柄解剖形人工髋关节 (英文名称为 A- Fix TM :Non- stem med Anatomical Total HipProsthesis)仿真临床置换术下的早期 (无骨水泥固定 )和后期 (用骨水泥固定模拟骨组织自然生长 )状态 ,进行生物力学实验研究 ,并对照正常自然股骨和股骨颈对实验结果进行归一化系数分析比较 .结果显示 ,无柄人工髋置换术后无骨水泥固定态和骨水泥固定态的股骨头垂直位移相似 ,均略大于正常股骨态的位移。置换后无骨水泥固定态和骨水泥固定态的应变分布特征也相同 ,但与正常态相比 ,股骨颈的受拉侧和受压侧的应变值都明显降低 ,并且变化平缓。相对于正常态而言 ,置换后无骨水泥固定态的安全系数在受拉侧提高 13% ,受压侧提高 2 7.6 % ;置换后骨水泥固定态的安全系数在受拉侧提高 2 9.6 % ,受压侧提高 2 2 .1%。置换前后股骨头最大扭转角都小于 0 .3°,无骨水泥固定态的扭转角是正常态的 0 .0 2倍 ,骨水泥固定态的扭转角是正常态的 0 .0 1倍。研究表明新型无柄解剖形人工髋关节具有低应力 ,高强度和小变形 ,抗松动 ,高刚度等一系列优异的力学特性 ,为其临床应用和推广 ,提供可靠的力学依据。

新型无柄人工髋关节生物固定的实验研究

目的 :检验新型无柄人工髋关节的早期骨长入情况 ,以评价金钟罩的生物固定效果。 方法 :以钴铬钼合金材料制成山羊用股骨金钟罩形无柄人工髋关节假体及固定螺丝钉 ,以高分子聚乙烯制成山羊用人工股骨头假体。选取 12只山羊 ,体质量 3 8～ 48kg,雌雄各半 ,随机分成 3组行人工髋关节置换术。切除股骨头近段 2 /3 ,套上金钟罩 ,拧入固定螺丝钉 ,经假体窗口钻孔植骨。于手术后 1,2 ,3个月宰杀山羊 ,取股骨近端标本 ,常规处理 ,显微镜观察。结果 :11只山羊手术后功能恢复好 ,1只山羊人工关节感染。 11只标本假体周围大量组织增生 ,并包绕假体 ,窗口有质硬之凸起生长 ,具有将假体紧密固定于股骨颈上的作用。显微镜观察发现 ,术后 3个月假体窗口区可见大量成骨细胞、骨细胞和新生骨板生成 ,并凸向窗口外。 结论 :股骨假体的窗口内有大量的新生骨形成 ,部分结缔组织已经包绕于假体外周 ,可望在一段时间后对金钟罩假体实现接近自然的生物固定 。

两种股骨柄在骨缺损翻修中应用的有限元分析研究

目的比较钴铬合金广泛涂层柱形柄和钛合金带脊锥形股骨柄行骨缺损翻修后股骨应力分布差异。方法通过Mimics软件、Geomagic Studio软件、Solidworks软件中建立股骨、钴铬合金广泛涂层柱形柄、钛合金带脊锥形股骨柄三维实体模型。在Solidworks软件中根据Parprosky骨缺损分型建立IIA、IIB、IIC、IIIA股骨骨缺损实体模型,并模拟手术将2种假体与4类不同程度股骨骨缺损模型装配,得到8个翻修手术实体模型,分为钛合金锥形柄组和钴铬合金柱形柄组,最后导入到软件ANSYS Workbench进行有限元分析,比较股骨Von Mises应力值。结果相同骨缺损程度下,钛合金锥形柄组较钴铬合金柱形柄组在股骨骨缺损区有更高应力分布(P<0.05);并且钛合金锥形柄组股骨中上段应力分布均匀,钴铬合金柱形柄组应力分布不均;钴铬合金柱形柄组假体涂层末端区域存在应力集中,钛合金锥形柄组未见。结论钴铬合金广泛涂层柱形股骨柄相对钛合金带脊锥形股骨柄在骨缺损区应力遮挡较重,并且在涂层末端区域存在应力集中。