碳化硅-碳复合材料用于小关节假体:生物力学研究及三维有限元分析

发布时间：2017-10-11 01:23

  本文关键词：碳化硅-碳复合材料用于小关节假体:生物力学研究及三维有限元分析

  更多相关文章： 指损伤 骨折 手损伤 骨代用品 关节成形术 置换 指 人工关节 组织工程 生物材料 骨生物材料 碳 有限元分析 骨和骨组织 图像处理 计算机辅助 成像 三维 材料试验力学 生物假体 生物力学 关节内骨折

【摘要】：背景:碳化硅-碳复合材料应用广泛,但其在医学假体材料领域无相关实验研究,效果尚不明确。目的:探究新型碳化硅-碳复合材料的力学性能,采用三维有限元分析法模拟小关节的受力情况,论证其作为人工小关节假体替代材料的可行性。方法:将规定尺寸的碳化硅-碳复合材料与传统碳/碳复合材料放置于电子万能试验机中,测定并计算材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力,随后测定并计算材料的摩擦系数、磨损体积和质量磨损率。应用三维有限元分析法,将第三掌骨有限元模型分别定义碳/碳复合材料及碳化硅-碳复合材料单元类型后,给予轴向200 N的作用力,分析其总位移及节点应力情况。结果与结论:碳化硅-碳复合材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力高于碳/碳复合材料(P0.05),摩擦系数、磨损体积和质量磨损率、最大节点应力及最大总位移低于碳/碳复合材料(P0.05)。结果说明,碳化硅-碳复合材料具有良好的力学性能、抗磨损性能,抗压缩形变及抗应力作用。
【作者单位】： 天津医科大学研究生院;湘西土家族苗族自治州人民医院骨外科;天津市泰达医院科教科;天津市泰达医院骨外科;
【关键词】： 指损伤 骨折 手损伤 骨代用品 关节成形术 置换 指 人工关节 组织工程 生物材料 骨生物材料 碳 有限元分析 骨和骨组织 图像处理 计算机辅助 成像 三维 材料试验力学 生物假体 生物力学 关节内骨折
【基金】：天津市科技计划项目(12ZCZDSY02800) 滨海新区卫生局医药卫生科技项目(2011BHKL003)~~
【分类号】：R318.08;R318.17
【正文快照】： 0 引言Introduction 随着现代医疗水平的提高和材料科学的飞速发展,各种新型材料作为人工关节假体被广泛应用于关节置换手术中。但目前临床工作中关节假体的应用仍多限制在髋关节、膝关节等大关节领域,腕关节等小关节上的应用却相对较少[1-2]。分析其原因,一是小关节活动灵活

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本文编号：1009717