换一批股骨头负重区骨软骨分离的生物力学量化分析
Biomechanical quantitative analysis of osteochondral separation in the weight-bearing area of the femoral head
摘要目的 通过有限元分析研究股骨头负重区软骨与软骨下骨不同分离程度的应力改变,评估股骨头塌陷风险.方法 选取2024年3月南京中医药大学附属医院(江苏省中医院)1例右侧ONFH成年患者的影像资料.基于其CT数据,采用Mimics 21.0、Geomagic Studio 2017和SolidWorks 2021软件依次进行模型建立、材料属性赋值、边界约束、力学加载等操作重建髋关节三维模型.根据ARCO分期标准,设置正常组及骨软骨分离0、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 mm共6个实验组,在ANSYS 2022 R1中建立有限元模型,并进行计算,得到各组股骨头前外侧负重区的等效应力分布.分析股骨头负重区软骨与软骨下骨不同分离程度的应力改变趋势.结果 骨软骨界面正常组前外侧应力均匀分布,值为1.618 8 MPa.分离初期(0.0～1.0 mm)应力急剧升高,从4.118 4 MPa至13.826 0 MPa,分别为4.118 4、11.502 0 MPa、13.826 0 MPa,提示界面分离就会直接破坏力学传导,导致应力集中.当分离超过1.0mm后,应力逐渐开始从13.826 0 Mpa降至8.705 0 MPa,分别为9.842 3、9.155 0、8.705 0 MPa,提示此时力学传导路径发生重构,应力从局部集中转为向周围组织扩散.结论 股骨头前外侧负重区的等效应力随着软骨与软骨下骨分离程度的增加呈现先升高后降低的非线性趋势,1.0mm为力学塌陷的临界阈值.
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关键词
股骨头坏死软骨下骨塌陷骨软骨缺损骨软骨分离有限元分析生物力学osteonecrosis of the femoral headsubchondral bone collapseosteochondral defectosteochondral separationfi-nite element analysisbiomechanics
栏目名称
DOI
10.16571/j.cnki.2097-2768.2026.05.008
发布时间
2026-06-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
中国青年人才托举工程（2024-QNRC2-B18）
江苏省中医药管理局面上项目（MS2023023）
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