南方医科大学学报

作者：胡翰生, 王静成, 卢志华, 范卫民

关键词：全髋关节置换术；髋关节；关节囊；有限元分析,

目的 构建髋关节置换的三维有限元模型，模拟关节囊修复和术后康复活动，比较两种关节囊修复方法的生物力学差异。方法 以骨-囊-骨方式采集6个冷冻髋关节的后关节囊韧带复合体标本，用万能材料试验机测定标本的载荷-应变曲线等力学特性。采集一名志愿者骨盆及下肢薄层CT扫描数据导入Mimics软件，构建髋关节的三维模型，在CATIA软件中建立臼杯、股骨假体、关节囊的三维数字模型导入Mimics，模拟行全髋关节置换手术（THA），装配后数据导入ABAQUS软件中，根据解剖研究、力学结果、本构方程设定关节囊属性，测量、比较屈髋过程中，解剖和传统修复关节囊的生物力学差别。结果 关节囊韧带复合体标本测试平均极限拉伸应变（39.21±5.23）%、极限拉伸强度（1.65±0.38）MPa。有限元模型应力-应变曲线与标本力学测试的结果相似，符合关节囊的力学特征，屈髋活动时解剖修复的关节囊应力分布均匀，均在极限拉伸强度范围内，传统修复关节囊应力分布不均，屈髋90°时下部关节囊的拉伸应力达到关节囊标本的拉伸强度极限。结论 有限元模型可用于动态、量化、可视化分析髋关节囊应力分布，解剖修复比传统修复更符合生物力学特点。

来源：2020年第12期

《南方医科大学学报》期刊编辑部

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