骨-骨水泥界面环形凹槽对人工假体生物力学影响的实验研究

摘要：

目的 分析新型骨-骨水泥-假体模型在增加环形凹槽后的生物力学和界面微观变化.方法 使用刀具对骨床进行处理,使之产生两个环形凹槽,建立新型骨-骨水泥-假体模型,将没有环形凹槽的模型作为对照组.将两种模型使用Micro-CT进行检测,计算模型的微观参数.然后将模型使用生物力学测试仪进行生物力学测试.对比分析实验组和对照组的骨-骨水泥界面接触面积和模型孔隙率,生物力学的测试结果 ,并对模型微观参数和生物力学测试结果进行相关性分析.结果实验组的骨-骨水泥界面的接触面积(5470±265)mm2明显大于对照组(5289±299)mm2,但是两组之间的孔隙率差异无统计学意义(1.50±0.382)％vs.(1.59±0.496)％.生物力学测试结果显示:模型的失效主要发生在骨-骨水泥界面.相对于对照组,实验组的抗拉伸(7337±1825)N vs.(5564±1359)N和抗旋转能力(65.70±4.83)N·m vs.(60.60±4.43)N·m明显大于对照组.其次,研究发现模型的抗拉伸和抗旋转能力与骨-骨水泥的接触面积有明显正相关性R2=0.85和R2=0.77,但是与模型的孔隙率成负相关R2=0.57和R2=0.43.有限元分析发现,实验组模型有更小的应力分布现象.结论 通过处理使骨质髓腔内壁产生环形凹槽,导致骨水泥和骨质可以更好地进行交锁,增强骨-骨水泥界面的强度,提高骨水泥型人工关节初始稳定性.

关键词：界面、骨水泥、人工假体、生物力学

所属期刊栏目：6

分类号：TQ314;Q66

资助基金：上海浦江人才计划13PJD023;上海交通大学医工交叉研究基金YG2012MS49

在线出版日期：2017-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：679-685