普森关节假肢的实验和数值故障分析
Ali Motameni1, Ömer Can Farukoğlu2, Rıza Gürbüz1
1Department of Metallurgical and Materials Engineering, Middle East Technical University, Ankara, Turkey.
Bio-medical materials and engineering
|June 30, 2025
概括
这项研究调查了普森骨折的关节假肢,发现制造缺陷引发了疲劳裂. 身体运动带来的周期性负荷传播了这些裂,导致大腿茎的最终失败.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 机械工程 机械工程
- 整形外科手术 整形外科手术
背景情况:
- 骨头部骨折是用关节假肢治疗的,如全关节整形术或关节整形术.
- 假肢寿命至关重要,但由于磨损,爬行,疲劳或腐蚀而可能出现故障.
- 这项研究侧重于Thompson关节假肢失败的特定病例.
研究的目的:
- 为了调查普森关节假肢骨折的失败机制.
- 为了确定患者骨干骨折的根本原因.
主要方法:
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行断层检查.
- 通过光学显微镜和能量分散光谱 (EDS) 进行微结构分析,以检测化学成分.
- 维克斯硬度测试和有限元法 (FEM) 分析,以评估机械性能和应力分布.
主要成果:
- 假肢外表面在FEM识别的最大应力区域附近引发疲劳裂.
- FEM分析表明,仅施加的负荷不足以引发这些裂.
- 材料缺陷可能在裂开始中发挥了作用.
结论:
- 裂的发起归因于源自假肢制造过程的材料缺陷.
- 在正常的身体运动中循环负荷传播了疲劳裂.
- 这些因素最终导致了普森关节假肢的骨折.


