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背景随着关节外科手术技术的发展,髋关节置换术已成为一项治疗各种严重髋疾病的常规手术。而在关于全髋关节置换术的研究中,假体的安装位置特别是外展角和前倾角方面尚有许多理论问题有待研究。目的研究全髋关节置换术中髋臼假体不同安放角度的三维有限元模型构建方法,并通过有限元分析探讨其关节应力及对聚乙烯内衬磨损的影响。方法根据人工髋关节假体实体及数据于三维建模软件系统HYPERMESH中建立模型。利用有限元分析系统:ABAQUS6.11构成髋关节置换术后髋臼假体不同安装角度下关节模型。模拟站立位单足着地状态下关节负荷,分析计算髋臼应力分布、界面应力分布以及界面塑性应变及疲劳断裂体积。结果利用计算机技术在ABAQUS6.11软件中构建的髋关节假体能够精确模拟人工假体,并且模型在加载受力负荷后,可准确反映术后日常生活中其在人体内的几何形态及生物力学特点。接触应力发生均发生于与股骨头假体相对应的聚乙烯髋臼顶穹部。并发现外展角50°、前倾角10°和外展角55°、前倾角15°的两组组合取得相对较低的应力值(3.293MPa、3.758MPa)及较小的界面塑性应变及疲劳断裂体积值(2.241x10-7M3、2.443x10-7M3),综合分析聚乙烯内衬应力结果和由应力导致的破坏区体积后发现髋关节的前倾角和外展角两者间存在相互作用,共同对聚乙烯受力产生影响。并且外展角50°、前倾角10°的安装角度比外展角55°、前倾角15°角度组合在应力大小和破坏区面积上都有所减少。有限元分析结果显示外展角50°、前倾角10°是全髋关节置换术术中安装的最佳角度。本文还讨论了影响髋臼内应力的材料因素和术后功能锻炼对界面应力的影响,为临床应用提供理论依据。结论通过人工髋关节假体实体与数据建立的髋关节术后髋臼假体不同安装角度的三维有限元模型具有较高的仿真度。该模型能够模拟分析全关髋关节置换术后髋臼内力学情况,进行了实体情况下无法实施的生物力学研究,创新的应用界面塑性应变及疲劳断裂区体积反应长期术后聚乙烯内衬磨损破裂的力学过程。为手术过程中髋臼假体安装提供理论指导,对临床应用提供理论依据。