换一批不同运动状态下锆铌合金髋关节假体植入前后的股骨应力分析
Femur stress analysis before and after implantation of zirconium-niobium alloy hip prostheses under different motion states
摘要目的:研究锆铌合金髋关节假体植入前后股骨在慢走、常速行走、快走、上楼、下楼5种运动状态下应力分布的差异,并分析植入后股骨近端的应力屏蔽情况.方法:首先,利用Mimics、Geomagic、SolidWorks等软件建立三维股骨模型,并将股骨截骨后模型与锆铌合金髋关节假体模型装配.其次,将装配好的模型导入ABAQUS软件中进行有限元仿真分析,向股骨施加载荷,分析在快走、常速行走、慢走、上楼以及下楼5种运动状态下髋关节假体植入后股骨的应力水平.最后,根据股骨的几何特点,通过Gruen分区将股骨分为7个区,并分析各分区的应力屏蔽情况.结果:有限元仿真结果显示,在5种运动状态下,假体植入后的股骨应力水平高于假体植入前的应力水平,且上楼状态下股骨近端的应力较高;股骨近端大转子处和小转子处出现了不同程度的应力屏蔽现象,大转子处应力屏蔽现象较为明显,应力屏蔽率达到10.9%～14.1%,而股骨中远端几乎不存在应力屏蔽现象.结论:在慢走、常速行走、快走、上楼、下楼5种运动状态下,使用锆铌合金髋关节假体均能有效改善髋关节置换术后股骨的应力环境,减少股骨的应力屏蔽现象.
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关键词
锆铌合金髋关节置换髋关节假体股骨应力应力屏蔽有限元分析zirconium-niobium alloyhip replacementhip prosthesisfemur stressstress shieldingfinite element analysis
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DOI
10.19745/j.1003-8868.2026006
发布时间
2026-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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