| 材料匹配与人工髋关节接触性能分析 |
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| 引用本文： | 毛锋,郭海洋,程倩,奚卉,张茜,王凤才. 材料匹配与人工髋关节接触性能分析[J]. 医用生物力学, 2014, 29(1): 38-45 |
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| 作者姓名： | 毛锋 郭海洋 程倩 奚卉 张茜 王凤才 |
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| 作者单位： | 武汉科技大学 机械工程学院;西安交通大学 航天学院和机械工程学院;武汉科技大学 机械工程学院;西安交通大学 航天学院和机械工程学院;武汉科技大学 机械工程学院；西安交通大学 航天学院和机械工程学院;武汉科技大学 机械工程学院；西安交通大学 航天学院和机械工程学院；国家大型轴承工程技术研究中心 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(10972165)，国家重点基础研究发展规划项目(973) (2011CB706601) |
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| 摘 要： | 目的 研究当前临床常用的不同材料匹配的典型人工髋关节接触力学性能。方法 建立球基共型接触人工髋关节的有限元模型；通过施加恒定竖直方向载荷，等效模拟关节正常行走情况下的接触力学，分析材料匹配球面的接触性能及评估相应的磨损预测。结果 获得具有诸如金属对金属（MOM）、金属对陶瓷(MOC)、陶瓷对陶瓷(COC)、陶瓷对聚合物(COP)、金属对聚合物(MOP)5种材料组配条件下的人工髋关节接触性能数值分析；结果显示其接触应力由大到小排列分别为COC、MOC、MOM、COP和MOP；而接触面积由大到小排列分别为MOP、COP、MOM、MOC和COC。结论 高弹性模量和低泊松比的材料匹配的人工髋关节变形量较小，但会导致局部应力较大；将低弹性模量和高泊松比的柔性材料聚乙烯作为髋臼，则不会出现较大的接触应力集中，但变形量较大，且出现边缘受力情况。另一方面，MOM和MOC材料匹配的人工髋关节具有较低的接触磨损性能，对临床上人工髋关节选材提供参考价值。
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| 关 键 词： | 人工髋关节；材料组合；接触力学；弹性模量；变形；磨损 |
| 收稿时间： | 2012-12-05 |
| 修稿时间： | 2013-03-02 |
Contact mechanics performance of hip joint replacements with different material combinations |
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| MAO Feng,GUO Hai-yang,CHENG Qian,XI Hui,ZHANG Xi and WANG Feng-cai. Contact mechanics performance of hip joint replacements with different material combinations[J]. Journal of Medical Biomechanics, 2014, 29(1): 38-45 |
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| Authors: | MAO Feng GUO Hai-yang CHENG Qian XI Hui ZHANG Xi WANG Feng-cai |
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| Keywords: | Hip joint replacements Material combinations Contact mechanics Elastic modulus Deformation Wear |
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