退行性关节炎与骨质疏松性股骨颈骨小梁的有限元分析

目的以生物力学的观点探讨分析退行性关节炎(OA)及骨质疏松(OP)的临床病变表现。方法建立OA及OP患者股骨颈骨小梁的有限元模型,分别计算指标参数,并利用骨小梁分布密度,配合有限元法计算得到骨小梁组织真正的材料性质,重新模拟破坏的情形,观察不同模型的应变分布,并探讨各指标参数及材料性质对骨小梁强度的影响。结果骨小梁的数量越多、密度越高,达到屈服应变的比例就越低。骨小梁的间隔越大,则达到屈服应变的比例就越高。而骨小梁的表面积比及厚度与结构强度无关。试件的结构刚度、剪切模量及骨小梁组织的弹性模量等材料性质越高,其达到屈服应变的元素的比例就会越低。结论虽然几何外形也是影响材料性质的因素之一,但材料性质对骨小梁强度的影响要比几何外形明显。