周鑫，粟智远，刘林林，石张傲

多孔股骨假体结构设计与性能研究

周鑫1，粟智远2，刘林林1，石张傲1

（1.四川大学 机械工程学院，四川 成都 610065；2.西南医科大学附属医院 骨与关节外科，四川 泸州 646000）

目前的全髋关节假体股骨柄与宿主骨之间的弹性模量存在巨大的差异，这将诱导无菌性松动等长期并发症的发生。仿生多孔股骨柄能有效缓解应力遮挡带来的骨吸收问题，并通过骨细胞向内生长从而提供牢固的长期稳定性。本文旨在通过有限元分析，探讨不同多孔股骨柄在缓解骨吸收、促进骨整合方面的应用前景。提出了一种基于金刚石晶格结构的直观可视化方法，以了解孔隙大小、孔隙率与骨生长需求和增材制造约束之间的关系，并得到了金刚石晶格结构孔隙率选择的许可设计空间。随后，借助有限元的分析方法，在计算机中仿真模拟手术结果，并对多孔假体和全金属假体进行刚度以及应力遮挡率方面的评价。结果表明多孔假体在促进骨整合和缓解骨吸收方面具有明显的优势。

全髋关节置换；应力遮挡；多孔结构；孔隙率；弹性模量

全髋关节置换术是治疗骨性关节炎、股骨头缺血性坏死等髋关节疾病的一种常见而高效的外科手术[1]。由于骨与植入体之间的弹性模量存在显著性的差异，高刚度的植入物屏蔽了先前作用于股骨的载荷，然后骨在适应性重塑过程未承受载荷的骨组织被溶解吸收[2]。植入体与股骨刚度不匹配所引起的应力遮挡是影响植入体松动的主要因素之一[3-4]，而无菌性松动是导致关节置换术失败的主要原因[5]。……