【摘 要】
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目的:研究膝内侧固定平台单髁置换术中股骨假体在冠状面不同内外翻角度和内外平移距离对膝关节内部结构应力变化的影响。方法:利用放射学技术和三维扫描技术获得膝关节和单髁假体的影像资料,使用Mimics 20、Geomagic Studio2013、NX 1911软件建立正常膝关节和单髁置换膝关节的实体模型,利用Ansys workbench 2019软件进行网格划分、材料属性赋值、边界条件设置以及模型合
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目的:研究膝内侧固定平台单髁置换术中股骨假体在冠状面不同内外翻角度和内外平移距离对膝关节内部结构应力变化的影响。方法:利用放射学技术和三维扫描技术获得膝关节和单髁假体的影像资料,使用Mimics 20、Geomagic Studio2013、NX 1911软件建立正常膝关节和单髁置换膝关节的实体模型,利用Ansys workbench 2019软件进行网格划分、材料属性赋值、边界条件设置以及模型合理性验证。共建立假体标准位置,股骨假体内外翻3°、6°、9°、12°,内外平移1mm、3mm、5mm共15种单髁置换模型,施加沿股骨机械轴方向向下的1000N载荷,观察并比较各模型中聚乙烯衬垫上表面、外侧胫骨软骨表面以及胫骨假体下松质骨表面的应力数据。结果:经验证,本研究建立的正常膝关节有限元模型合理有效。聚乙烯上表面和松质骨表面的应力随着股骨假体内外翻角度的增加而增大,在股骨假体內移到外移的过程中应力逐渐增大。胫骨软骨表面的应力在股骨假体外翻到内翻、外移到內移的过程中逐渐增大。假体内外翻6°、外移5mm模型中聚乙烯上表面的应力显著增加。假体内翻6°、內移5mm模型中胫骨软骨表面的应力显著增加。假体内翻6°、外翻3°、外移1mm模型中松质骨表面的应力显著增加。结论:内侧UKA固定平台股骨假体应尽量避免冠状面平移或内翻/外翻倾斜。股骨假体明显的错位会显著影响膝关节内部结构的受力,特别是聚乙烯和软骨的表面。股骨假体冠状面倾斜大于6°时,聚乙烯表面的应力显著增加,内翻大于6°时,软骨表面的应力显著增加。对于股骨假体在股骨髁远端的位置,建议置于股骨髁的中央。
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