与所有塑料总关节置换相关的部件固定的计算建模
Zhenhao Shen1, Pengyu Zhang1, Bo Cheng1
1School of Mechanical Engineering, North University of China, PR China.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|September 20, 2023
概括
整体关节 (TMJ) 的全塑性替代固定至关重要. 计算模型显示,螺丝延伸可以增强关节沟的稳定性,并防止在时松动.
科学领域:
- 生物机械工程 生物机械工程
- 整形外科手术 整形外科手术
- 生物材料科学 生物材料科学
背景情况:
- 整体关节 (TMJ) 置换是一种复杂的手术,用于末期关节疾病.
- 关节假肢的固定,特别是部部件,对于植入成功至关重要.
- 目前使用螺丝的固定方法可能会导致松动,但机制不明.
研究的目的:
- 开发一个计算框架来模拟TMJ fossa固定.
- 为了分析各种咬负荷下的腔植入物和骨中的应力和应变.
- 为了研究螺丝前拉力对固定稳定性的影响.
主要方法:
- 开发了一个集成肌肉骨模型和有限元素分析的计算框架.
- 模拟静态负载条件,表示正常和最大力咬.
- 分析了一个聚乙烯 (PE) 穴与一个股票假肢设计.
主要成果:
- 预测的骨压力范围在33-44 MPa之间,PE压力范围在13-28 MPa之间,螺丝压力范围在131-244 MPa之间.
- 峰值骨压力在 -2514 和 -3545 之间.
- 具有螺丝和骨支的初始固定强度足够;功能负载有效地转移.
结论:
- 螺丝固定与骨支提供足够的初始机械强度的关节部件.
- 100N的螺丝预拉力可以减少横向负载,有助于防止螺丝松动.
- 建议对动态负载和接口摩擦进行进一步的研究,以获得全面的理解.
