国家自然科学基金(30471758)
- 作品数：7 被引量：31H指数：3
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- 多段式骨植入体周围骨应力分布的三维有限元分析
- 2006年
- 针对植入性下肢假肢采用传统的一段式骨植入体,长期植入下由于对植入体周围的骨产生应力屏蔽效应继而引起骨质疏松,从而导致植入体松动、脱落而失效的问题,设计了一种新型的多段式结构的植入体。基于人体CT扫描数据建立了相关股骨和骨内植入体模型,针对低、中和高位下肢截肢步行最大生理载荷情况下,采用三维有限元分析方法,对新设计周围骨应力进行了分析研究,并与传统一段式骨植入体和健康自然骨的应力分布情况进行了比较。结果表明新型植入体植入后相比于一段式应力屏蔽和集中的程度得到了有效减轻,与自然状态下骨的应力较为接近,低、中位截肢下应用较好,高位下应力集中较明显,并能保持其在体内的稳定性。
- 罗教明郑立包崇云蒋勇王晓洁杨帮成屠重棋陈继镛张兴栋
- 关键词：三维有限元分析
- 种植体周围骨内应力分布的三维有限元分析被引量：10
- 2005年
- 目的针对不同类型的牙槽骨科学地选用种植体,提高种植体临床疗效,延长使用寿命。方法采用三维有限元分析方法,将圆柱状、螺纹状和台阶状种植体分别植入4类骨质结构中,对此12种情况进行应力分析。结果在同种骨质模型中,圆柱状种植体颈部周围骨内的应力集中最小;就同种形态种植体而言,较低的骨质密度不利于种植体的应力分布。结论圆柱状是一种最有利于降低颈部骨质吸收的形态结构。螺纹状种植体周围骨内应力最大值大于圆柱状,而螺纹自身非力学优势极大的拓展了该型种植体的使用范围,但螺纹尖端处的高应力区域和螺纹之间的低应力区域是影响其长期使用效果的潜在不利因素。台阶状种植体相对较适合骨质好的情况,其根部出现局部高应力区域,若应力处于骨生理承受范围之内,将有利于减少根部骨质疏松。
- 王晓洁罗教明杨立陈继镛张兴栋
- 关键词：三维有限元分析牙种植体骨密度应力分布
- 植入性下肢骨植入体周围骨应力分布的三维有限元分析
- 2007年
- 基于CT扫描数据,针对低、中和高位下肢截肢步行最大生理载荷情况下,建立植入性下肢骨植入体及人体股骨三维有限元分析模型,计算结果表明:假肢的最大应力位于骨植入体外力传递杆靠近残肢残端,是假肢周期性载荷的疲劳破坏点;随截肢部位上移,股骨内应力最大值迅速增大;在植入体与股骨接触部位,存在严重的应力屏蔽,应力集中的两个区域分布在植入体末端和股骨四分之三处,可能导致骨质废用性和病理性吸收,影响假肢中长期使用寿命。本研究还表明,股骨的自然曲率对骨内应力分布有较大的影响,是不能忽略的因素。本文所获结果可为植入假肢的设计研究提供依据。
- 郑立罗教明王晓洁陈继镛顾忠伟张兴栋
- 关键词：三维有限元分析应力分布
- 复合人工髋关节骨结合区力学行为的有限元分析被引量：2
- 2010年
- 同种异体骨复合人工髋关节置换术后不同时期,人工髋关节、骨水泥及其周围骨,特别是宿主骨和异体骨结合区的生物力学数据是复合关节设计、手术及术后康复训练方案制定的重要依据之一。基于患者的CT扫描数据,建立复合人工髋关节移植治疗股骨近端骨缺损的三维有限元模型,选用1.5倍、2.5倍70Kg标准体重进行生理加载,计算术后结合区骨愈合3个阶段的力学性质。结果表明,术后初期,结合区弹性模量较低,在其中部及周围骨水泥中有较严重的应力集中,骨水泥中的最大应力超过了其抗压强度,存在失效风险;随着结合区的愈合,结合区组织由骨痂发展为自然皮质骨,组织的弹性模量逐渐增高,结合区中的应力屏蔽得到改善,骨水泥中的应力集中同时得到缓解,并最终接近自然骨。采用多孔羟基磷灰石生物陶瓷(HA)作为骨组织支架材料充填结合区,可有效降低结合区的应力屏蔽,提高其力学安全性。
- 陈和仲罗教明陈继镛行斌斌屠重棋顾忠伟张兴栋
- 关键词：生物力学有限元分析
- 锁定加压接骨板固定股骨骨干骨折生物力学特征的三维有限元分析被引量：14
- 2014年
- 基于人体股骨CT数据,结合股骨骨折不同阶段的结构特征,建立了锁定加压接骨板(LCP)固定股骨中部骨折的医学装配模型,运用三维有限元分析(3D-FEA)方法,选择一倍体重(70kg)生理载荷和约束条件,计算分析锁定加压接骨板固定股骨骨折在不同愈合阶段时股骨及LCP中的应力分布。结果表明,在骨折部位未发生愈合阶段与软组织形成阶段,股骨及LCP中应力分布相近,股骨内最大应力值(371.23、272.76MPa)远高于自然股骨,且应力主要分布于骨折处以上部位股骨;在骨痂形成阶段,部分股骨内应力向下转移,最大应力值(68.17MPa)较前两阶段明显降低且低于正常骨的极限强度,安排适当的康复训练有利于新骨生长和患者康复。
- 何勤理姜薇罗教明
- 关键词：锁定加压接骨板三维有限元分析生物力学
- 下颌第一磨牙种植体周围应力三维有限元分析被引量：4
- 2005年
- 目的探讨精确的有限元分析(FEA)模型建立的方法,使FEA分析计算结果更加真实有效。方法采用下颌骨计算机断层扫描(CT)数据、通过计算机图像处理及计算机辅助设计(CAD)技术,获取精确的下颌骨第一磨牙几何模型。应用FEA技术对圆柱状种植体周围骨内应力分布情况进行分析。结果种植体周围应力分布具有高度的非对称性,主要集中于下颌骨舌侧颈部,颊侧主要为拉应力作用,舌侧为压应力作用。结论基于CT数据建立的模型能更真实地反映下颌骨的结构特点,使FEA分析结果更趋于真实。
- 王晓洁罗教明陈继镛张兴栋
- 关键词：应力分布牙种植体三维有限元分析
- 经皮器械件软组织固定罩材料制备及组织学评价被引量：2
- 2006年
- 目的针对植入性经皮器件生物密封,采用在皮下安装软组织固定罩设计,对周围组织起固定作用,降低经皮密封部位软组织在界面处的应力,为生物密封提供条件。软组织固定罩材料及结构几何特征对于其周围软组织生长的影响与固定作用是应首先进行研究重要问题。方法本文选取了5种不同表面结构以及不同几何结构特征的样品植入动物皮下软组织,对植入后三个时间段的软组织的生长和表面结合情况进行观察和评价。结果纯钛表面等离子涂层处理明显较好,其次为阳极氧化处理、酸碱处理,及纯钛,较差的是超高分子量聚乙烯。孔间距对软组织在孔中的生长无明显影响。样品植入60d之内,孔径和孔深度对软组织的生长有一定的影响,但90d时,这种差别已明显减小。结论选取表面喷涂羟磷灰石涂层的钛为制作材料,90d为植入愈合期,作为用于经皮组织固定罩设计的重要参数。
- 蒋勇郑立袁敦张波罗教明
