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工程设计学报
工程设计学报  2005, Vol. 12 Issue (5): 288-293    
工程设计理论、方法与技术     
一种新型无柄股骨假体的设计研究
 龚宪生, 王超
重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044
Research on design of new type of stemless femoral prosthesis
 GONG  Xian-Sheng, WANG  Chao
State Key Lab of Mechanical Transmissons, Chongqing University, Chongqing 400044, China
 全文: PDF(446 KB)   HTML
摘要： 通过对比传统有柄股骨假体的应力分布来研究新型无柄股骨假体的生物力学性能。利用真实人体股骨上端的CT扫描图像，建立完整股骨、2个或3个固定螺钉的无柄假体、传统有柄假体的三维有限元模型。模拟人单腿直立的载荷情况，分析和比较每种模型的Von Mises应力分布。研究表明，无柄假体股骨上的Von Mises应力比传统有柄假体和完整股骨上的都要高;与传统有柄假体相比，防止了应力遮挡效应的产生；2个或3个固定螺钉的无柄假体在股骨的Von Mises应力分布上没有明显差别。新型无柄假体可以防止应力遮挡效应，和传统有柄假体相比能够使股骨上的应力分布更加符合实际的生理情况。
关键词： 无柄股骨假体;  有限元分析;  应力遮挡效应;  人工股骨    
Abstract: This paper investigates the biomechanical performance of a newly designed cervicotrochanteric stemless prosthesis by comparing its stress distribution with that of the traditional stemtype porouscoated anatomic prosthesis. Utilizing CT scanning photographs of real femur, 3D finite element models were set up for the intact, cervicotrochanteric (with two or three fixation screws), and porouscoated anatomic implanted femora with the geometry information of a standardized real femur. Analysis was performed under a loading condition to simulate the singlelegged stance. Von Mises stress distributions of each model were analyzed and compared. The results can be summarized as follows: (1) Von Mises stress in stemless cervicotrochanteric implanted model was higher than that of intact model and porouscoated anatomic implanted model; (2) stressshielding effect of cervicotrochanteric models (with twoor three fixation screws) were eliminated compared to porouscoated anatomic model; (3) no obvious difference in von Mises stress distribution for the cervicotrochanteric implanted model with two or three fixation screws. The cervicotrochanteric femoral prosthesis may reduce stressshielding effect of the proximal femur and achieve more physiological stress distribution on proximal femur than that of the porouscoated anatomic prosthesis.
Key words: cervicotrochanteric stemless femoral prosthesis    finite element analysis    stressshielding effect    composite femur
出版日期: 2005-10-28
基金资助:

国家留学回国人员科研基金资助项目（2001345）
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龚宪生
王超

引用本文:

龚宪生, 王超. 一种新型无柄股骨假体的设计研究[J]. 工程设计学报, 2005, 12(5): 288-293.

GONG Xian-Sheng, WANG Chao. Research on design of new type of stemless femoral prosthesis[J]. Chinese Journal of Engineering Design, 2005, 12(5): 288-293.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/    或    https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/Y2005/V12/I5/288

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