股骨假体的界面生物力学扭转理论仿真分析

目的 对股骨一人工假体之间的界面生物力学进行分析。方法 应用非均质层状材料扭转理论计算模型，定量分析坐位起立时股骨干在不同假体植入前、后的应力分布情况。结果 由于股骨．假体界面两边材料性能不同，产生的较大应力差异是引起界面松动、剥离和损坏的生物力学原因。不同假体的弹性模量不同，产生应力遮挡的程度不同。结论 钛合金假体植入后应力遮挡率较低。羟磷灰石表面涂层假体能缓和界面层的应力差异。     

股骨假体的界面生物力学仿真分析

目的 对股骨—人工假体之间的界面生物力学进行分析。方法 应用非均质层状材料弯曲理论计算模型，定量分析了单足站立相时股骨干在不同假体植入前、后的应力分布情况。结果 由于股骨-假体界面两边材料性能不同，产生的较大应力差异是引起界面松动、剥离和损坏的生物力学原因。不同假体的弹性模量不同，产生应力遮挡的程度不同。结论 复合材料假体植入后应力遮挡率最低。     

股骨—人工假体之间的界面生物力学分析

目的 对股骨-人工假体之间的界面生物力学进行分析。方法 应用非均质层状材料弯曲和扭转理论计算模型，定量分析了单足站立相及坐位起立时股骨干在不同假体植入前、后的应力分布情况。结果 由于股骨-假体界面两边材料性能不同，产生的较大应力差异是引起界面松动、剥离和损坏的生物力学原因。不同假体的弹性模量不同，产生应力遮挡的程度不同。结论 复合材料假体植入后应力遮挡率最低。羟磷灰石表面涂层假体能缓和界面层的应力差异。     

股骨干大面积缺损多孔生物镁支架和骨科植入物的仿生力学

背景：2010年德国学术交流中心经济上支持通讯作者,访问德国感染研究中心分子生物技术学部,合作项目《多孔生物镁支架的负重组织工程骨仿生技术基础及应用研究》项目,已完成该工作及生物镁仿生涂层基础实验。 目的：研究股骨干大面积缺损多孔生物镁支架和新长入骨的仿生力学,以及板状骨科植入物和宿主骨的仿生力学,提出设计原则和发展方向。 方法：以客户定制的多孔支架/新长入骨复合材料微体积元模型和板状植入物/宿主长骨层状复合材料微体积元模型为对象,利用弹性力学及体积定量多相分析等方法,提出各自的弹性模量混合法则,以及新长入骨（或宿主骨）的机械应力（刺激）公式。 结果与结论：不同多孔支架材料的弹性模量和体积分数条件下,比较新长入骨的机械应力（刺激）和支架机械应力：①新长入骨/多孔金属（除多孔钽等外）支架复合材料强度明显高于原宿主骨,可能解决部分脱钙骨支架和人自体骨髓间充质干细胞复合物及其他非金属支架在植入人体早期缺乏一定力学强度的问题。②多孔支架材料的弹性模量和体积分数愈小,新长入骨所受到的机械刺激愈大。对于负重组织工程骨,特别是客户定制的股骨干、胫骨干、腓骨干等大面积缺损多孔支架,多孔生物镁支架是最佳选择。不同板状植入物的弹性模量、板厚度和应变,以及表面微结构和仿生涂层对宿主骨的机械刺激都有影响：①板状骨科植入物强度和刚性是最重要的。当植入板厚度愈小,弹性模量增大引起宿主骨的机械刺激减小愈不明显。②降低弹性模量的表面微结构对局部降低应力遮挡效应,保证宿主骨机械刺激,改善生物相容性,加强生物固定等是必要的。     

生物活性陶瓷涂层假体植入股骨初期的界面生物力学分析

目的对具有生物活性的羟基磷灰石陶瓷涂层假体植入股骨初期进行界面生物力学分析,以优化金属表面生物活性陶瓷涂层厚度。方法建立生物活性陶瓷涂层假体紧压配合植入股骨初期的生物力学模型,应用非均质层状材料弹性力学理论,定量计算不同厚度涂层钛合金假体与股骨峡部界面的紧压配合力及环向应力。结果无涂层钛合金假体与骨结合的紧压配合力最大,随着涂层厚度增加,紧压配合力逐渐减小。环向应力在界面的骨皮质上有较大的拉应力,在涂层和钛合金假体柄上为压应力。结论生物活性陶瓷涂层较薄的假体与股骨结合的抗剪切强度较大。     

股骨-关节假体之间的界面生物力学分析

骨是一种结缔组织,它既像钢一样坚硬,又像铝一样轻,是典型的层状梯度功能材料.骨的组分结构完全是由其功能决定的近于完美的一种构造.股骨其空心管型层状结构能适应各种不同姿态的人体负荷功能要求.人工假体植入后改变了股骨干的应力分布,不可避免地产生应力遮挡.运用非均质材料弯曲和扭转理论定量分析了单足站立相及坐位起立时股骨干在假体植入前、后的应力分布情况.比较了钴铬钼合金、钛合金、碳纤维聚砜(CRF/PSF)复合材料假体在股骨干峡部横截面的应力分布情况.由于股骨-假体界面两边材料性能不同,产生的较大应力差异可导致界面松动、剥离和损坏.不同假体的弹性模量不同,产生应力遮挡的程度不同.复合材料假体植入后界面两边应力差异最小,应力遮挡率最低.羟磷灰石表面涂层假体能缓和界面层的应力差异.