全膝关节置换固定和旋转平台假体的有限元分析.doc

全膝关节置换固定和旋转平台假体的有限元分析 张立超1，张立敏2，武丽珠3 (1承德医学院附属医院骨科，河北省承德市 067000；2解放军第266医院，河北省承德市 067000； 3承德市中心医院急诊科，河北省承德市 067000) 引用本文：张立超，张立敏，武丽珠. 全膝关节置换固定和旋转平台假体的有限元分析[J].中国组织工程研究，2016，20(39): 5801-5806. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.39.004 ORCID: 0000-0003-3783-5629(武丽珠) 文章快速阅读： 文题释义： 全膝关节置换假体：主要有固定平台膝关节假体和旋转平台膝关节假体，固定平台膝关节假体容易导致聚乙烯衬垫的磨损；旋转平台膝关节假体的聚乙烯衬垫能够活动，能够减少聚乙烯衬垫的磨损。 有限元分析：利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。大型通用有限元商业软件：如ANSYS可以分析多学科的问题。例如：机械、电磁、热力学等；电机有限元分析软件NASTRAN等。还有三维结构设计方面的UG，CATIA，Proe等。 摘要 背景：目前有研究对全膝关节置换进行三维有限元分析，但关于全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内外侧接触压和接触面积的研究不多。 目的：探讨全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内外侧接触压和接触面积。 方法：建立全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体的三维有限元模型，比较全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内外侧接触压和接触面积。 结果与结论：全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体的聚乙烯衬垫内侧和外侧接触压峰值以屈膝0°时最小，全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内侧接触压峰值在屈膝0°90°时均高于外侧接触压峰值(P 0.05)。全膝关节置换固定平台假体在屈膝60°120°时聚乙烯衬垫内外侧接触压峰值均高于旋转平台内外侧接触压峰值(P 0.05)。全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内侧和外侧接触面积以屈膝0°时最大。全膝关节置换固定平台假体聚乙烯衬垫内侧接触面积在屈膝0°30°时均低于外侧接触面积(P 0.05)，全膝关节置换固定平台假体聚乙烯衬垫内侧接触面积在屈膝0°90°时均低于外侧接触面积(P 0.05)。全膝关节置换固定平台假体在屈膝30°120°时聚乙烯衬垫内外侧接触面积均低于旋转平台内外侧接触面积(P 0.05)。表明全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体内外侧聚乙烯衬垫内侧接触压峰值高于外侧接触压峰值，内侧接触面积低于外侧接Finite element analysis of fixed platform prosthesis and rotating platform prosthesis in total knee replacement Zhang Li-chao1, Zhang Li-min2, Wu Li-zhu3 (1Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Chengde Medical University, Chengde 067000, Hebei Province, China; 2PLA 266 Hospital, Chengde 067000, Hebei Province, China; 3Emergency Department, Central Hospital of Chengde City, Chengde 067000, Hebei Province, China) Abstract BACKGROUND: There are studies on three-dimensional finite element analysis of total knee replacement, but few research concerns contact pressure and contact area inside and outside polyethylene liner of fixed prosthesis and rotating platform prosthesis in total knee replacement. OBJECTIVE: To explore the contact pressure and contact area inside and outside polyethylene