INBONEⅡ和INFINITY型人工踝关节的生物力学特征分析

作     者：王闯 张小刚 张延伟 靳忠民 WANG Chuang;ZHANG Xiaogang;ZHANG Yanwei;JIN Zhongmin

作者机构：西南交通大学机械工程学院成都610031 山东大学齐鲁医院骨科济南250012 山东大学医学融合与实践中心济南250012 

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

年 卷 期：2024年第39卷第5期

页      面：873-880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(52035012) 

主　　题：人工踝关节 全踝关节置换 骨肌多体动力学 生物力学特征 

摘      要：目的评估人工踝关节INBONEⅡ和INFINITY全踝关节置换术(total ankle arthroplasty,TAA)后生物力学特征差异,为患者提供更加科学和个体化的治疗选择。方法基于骨肌(musculoskeletal,MSK)多体动力学(multibody dynamics,MBD)软件AnyBody,建立患者个体化TAA下肢MSK MBD模型。预测踝关节接触力、踝关节运动和人工踝关节关节面接触特征。结果人工踝关节关节面几何形状对踝关节接触力没有显著影响,但会对活动度和关节面接触特征造成影响。相比于INBONEⅡ,INFINITY冠状面关节面弧高较低,内翻-外翻和外旋-内旋运动分别增加7.91%和2.61%;矢状面匹配度较低,后移-前移和下移-上移运动分别减小21.75%和21.23%,内移-外移运动增加49.26%;INFINITY匹配度较低,内侧、外侧和总关节面接触面积分别减少18.48%、30.42%和26.36%,但接触压力中心运动轨迹集中在距骨组件边缘内侧,避免边缘接触应力集中,降低关节脱位和胫骨衬垫过早磨损的风险。结论INFINITY型人工踝关节更小的几何限制,表现出更好的生物力学性能,更有利于恢复术后踝关节运动功能。