基于拓扑优化的股骨柄假体生物力学的研究
张婷婷
程云章
上海理工大学 上海介入医疗器械工程技术研究中心,上海200093
摘要：本研究利用拓扑优化的方法对股骨柄假体进行结构优化,研究不同保留阈值下假体体积对力学性能的影响,并探索优化假体对股骨的影响.利用股骨假体三维模型建立有限元模型,拓扑优化后保存5个不同保留阈值的模型,对其进行力学性能分析,并对比初始假体与一例优化假体置入对股骨的内固定效果.优化前假体的柔度为123.06 mJ,应力为179.96 MPa;优化后假体的柔度和应力均大于优化前,其中柔度最小值为142.31 mJ,应力最小值为182.23 MPa.置入初始假体的股骨A区应力平均值为23.083 MPa;置入优化假体的为25.246 MPa.拓扑优化方法下假体柔度随着体积的减小而增加;应力受构型和体积的双重影响,且构型的影响占据了主导因素.保留阈值为0.5的优化假体相较于通用假体能减小股骨的应力遮挡.
关键词：植入物有限元髋关节应力约束应力屏蔽晶格优化
分类号：R318(医用一般科学)O224(运筹学)
资助基金：上海技术工程研究中心资助项目(18DZ2250900)
论文发表日期：2022-03-25
在线出版日期：2026-09-11（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 20-25 )
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