畢業(yè)設計（論文）開題報告

假體（人工髖關節(jié)或接骨板）——骨界面間微動摩擦磨損的
生物力學計算機仿真研究


1．課題的目的及意義
1.1 課題的意義
隨著人民生活水平的提高，人均壽命不斷增加，人們更加注意提高生活質(zhì)量。但是關節(jié)炎、運動創(chuàng)傷、老齡化等因素造成的關節(jié)疾病給患者的生活和工作帶來了極大的不便。人工關節(jié)置換術(shù)是治療關節(jié)嚴重殘疾的主要手段之一，它能有效地恢復關節(jié)功能，解除病痛，從而提高患者的生活質(zhì)量。據(jù)調(diào)查，我國骨關節(jié)炎患者達3600~4 000萬，其中100~150萬患者需要實施人工關節(jié)置換手術(shù)。
但是患者在置換關節(jié)后仍出現(xiàn)不少并發(fā)癥，有相當多的患者出現(xiàn)了中、遠期的人工關節(jié)松動，導致疼痛和功能障礙，需要再次手術(shù)。這給患者帶來了不便，也增加了經(jīng)濟負擔，而且翻修手術(shù)又相當困難，遠期療效不如初次全髖關節(jié)置換術(shù)。因此很有必要對人工髖關節(jié)松動的原因進行分析。目前，雖然對人工關節(jié)松動的確切機理上不清楚，但致病因素基本可歸為兩大類：一為生物學因素，即松動由磨損顆粒引起；另一為機械因素，即松動由微動、壓力等引起。本課題重點研究在微動載荷的作用下，假體——股骨界面間摩擦磨損的生物力學特性及其損傷機理，這對改進假體材料、優(yōu)化假體設計、完善手術(shù)操作技術(shù)具有指導意義，為創(chuàng)新設計“在體長期穩(wěn)定有效的生物假體”打下基礎。

1.2 人工關節(jié)的發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀
早在100多年前人們就提出了人工關節(jié)置換的概念和對其應用的可行性進行了探討。由于技術(shù)發(fā)展的限制，到第二次世界大戰(zhàn)以前人工關節(jié)沒有很大的進展。從1940年到1958年是人工髖關節(jié)的初步形成階段，單杯髖關節(jié)置換術(shù)繼續(xù)得到改進的同時，帶柄股骨頭假體、全髖關節(jié)置換逐漸出現(xiàn)，1952~1957年，Wiltse等人用冷固化丙烯酸酯骨水泥進行動物實驗，獲得了大量的數(shù)據(jù)，這為人工關節(jié)骨水泥技術(shù)奠定了基礎。從1958年到90年代是現(xiàn)代人工髖關節(jié)的發(fā)展階段，1958年是現(xiàn)代人工髖關節(jié)發(fā)展的分界嶺，在這一年Charnley首次將聚甲基丙烯酸甲酯（即骨水泥）用于人工假體的固定。這成為人工髖關節(jié)發(fā)展史上的一個重大轉(zhuǎn)折點，人工關節(jié)置換進入了新紀元。進入70~80年代，隨著對髖關節(jié)生物力學知識