TA3有限接触动态加压接骨板断口分析与失效机制
2021-06-06饶少凯沈黎新黄书浩
西南交通大学学报 2021年2期
关键词:裂纹
郑 靖 ,饶少凯 ,周 均 ,杨 丹 ,沈黎新 ,黄书浩
(1. 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,四川 成都 610031;2. 浙江省医疗器械检验研究院,浙江 杭州310018)
随着社会的不断发展,车祸、外伤、疾病、人口老龄化等原因导致骨折患者不断增多. 而股骨是人类最大最典型的长管状骨,由于其特有的曲拱状生理特征和强大的承载力,被认为是人体最易发生骨折的骨之一[1]. 接骨板是临床治疗骨折的辅助工具,当骨骼发生断裂时,接骨板可以起到“桥梁”作用,通过外力使骨折处重新连接并愈合. 接骨板作为最典型的医疗植入物之一,它的设计常常受到解剖学和生理学的限制,如尺寸、刚度和生物相容性[2].
纯钛及其合金因其耐腐蚀性能和生物相容性优良、密度小、弹性模量低等特点,被广泛用作接骨板材料[3-5]. 然而,由于人体内复杂的生理环境和力学条件,纯钛接骨板仍然会发生失效,其中,接骨板断裂失效是最恶劣的情况,会给患者带来巨大的生理及心理创伤[6-7]. 失效分析是工程设计过程中的一个重要环节,对骨科植入医疗器械接骨板的失效分析可以更好地推动其发展与应用. 因此,很有必要系统地研究纯钛接骨板的临床断裂失效问题,研究结果将为骨折植入医疗器械的优化设计与制造管理提供理论支撑,对提高接骨板在患者体内服役的可靠性研究具有重大意义.
目前,许多国内外学者[3,4, 6-14]就骨科植入物接骨板的断裂失效做过相关分析研究. 接……
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