膝关节单髁置换术胫骨假体不同后倾角对假体磨损和功能的影响

作     者：吴坤能 赵改平 刘冬青 杭声琪 梁彭 李鹏祥 马童 凃意辉 WU Kunneng;ZHAO Gaiping;LIU Dongqing;HANG Shengqi;LIANG Peng;LI Pengxiang;MA Tong;TU Yihui

作者机构：上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093 同济大学附属杨浦医院骨科上海200090 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2021年第36卷第4期

页      面：618-624页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11502146) 上海市自然科学基金项目(15ZR1429600) 

主　　题：膝关节单髁置换 胫骨假体 后倾角 有限元分析 

摘      要：目的建立单髁置换术胫骨假体后倾3°和7°膝关节不同屈膝角度三维有限元模型,研究两种后倾角膝关节生物力学特性和假体磨损及其对功能的影响。方法结合人体膝关节CT与MRI图像和第3代Oxford假体,建立胫骨假体后倾3°和7°下屈膝单髁置换术有限元模型,在股骨内外侧髁中心点上施加1 k N载荷模拟人体站立相负重,分析不同屈膝角度下单髁假体与关节软骨的最大应力及分布。结果0°、30°、60°、90°和120°屈膝角度下后倾3°半月板衬垫最大应力分别比后倾7°增加了28.06%、68.99%、19.45%、21.06%、53.38%,应力分布区域从衬垫侧边向中央区域集中,屈膝120°时应力集中明显。胫骨假体后倾3°单髁假体最大应力均大于后倾7°,应力集中区域的扩大会导致假体的磨损和松动,关节软骨接触应力和集中区域随后倾角增大而增大,在高屈曲角度时应力集中更明显。结论单髁置换术胫骨假体后倾角3°较7°时假体应力和磨损更高,研究结果为临床膝关节单髁置换手术方案设计提供理论依据。