不同材料多孔支架在即刻负载下修复兔股骨缺损的有限元分析

作     者：喻缇 刘婷 黄元丁 王超 YU Ti;LIU Ting;HUANG Yuanding;WANG Chao

作者机构：重庆医科大学附属口腔医院口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室 

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

年 卷 期：2019年第34卷第6期

页      面：615-622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：国家自然科学基金面上项目(11872135) 重庆市卫生计生委面上项目(2017MSXML073) 重庆医科大学附属口腔医院科研培育项目(PYM201605) 

主　　题：多孔支架 医用生物材料 即刻负载 有限元分析 

摘      要：目的 应用三维有限元方法分析钛(Ti)、钽(Ta)、聚醚醚酮(PEEK)、羟基磷灰石(HA)多孔支架在即刻负载下修复兔股骨缺损的力学特性,从生物力学角度探究最佳多孔支架材料。方法 通过CBCT扫描,结合Mimics、Solid Works、Geomagic Studio、ANSYS等软件设计建立不同愈合阶段多孔支架修复兔股骨缺损的即刻加载模型,计算支架及其周围组织的应力、应变。结果 多孔支架的最大等效应力随着骨愈合过程而减小。在肉芽组织及纤维组织模型中,多孔支架最大等效应力与屈服强度的比值:HATaPEEKTi,其中HA多孔支架的最大等效应力大于其屈服强度;多孔支架周围组织适宜应变单元数:PEEKTaTiHA;多孔支架周围组织可能断裂应变单元数:HATaPEEKTi。结论 HA多孔支架并不满足即刻负载的要求,不能在即刻负载情况下引导良好骨愈合。PEEK多孔支架弹性模量与人体骨组织相近,能引导良好骨愈合,是即刻负载下较为理想的多孔支架材料。研究结果可为临床即刻负载下多孔支架材料的选择提供参考。