仿真全膝关节置换的磨损模拟
摘要：TKR磨损的有限元模拟在过去几年中受到越来越多的关注，因为它们具有比目前使用的体外测试更快速和成本更低的潜力。虽然在可预见的未来，模拟测试不太可能取代实际物理测试，但明智地结合两种方法可以使植入物设计和临床前测试更加快速和经济。当前模拟方法的挑战是获得传达定量信息的结果，并且快速可靠地进行。这涉及到数学模型的选择以及用于解决这些模型的数值工具的选择。只有通过与实验结果的比较才能验证选择的正确性。 本文介绍了TKR在ISO 14243-1文件中标准化的步态周期中的磨损的有限元模拟。ISO 14243-1标准定义明确且公开可用，可用作磨损模拟方法比较的优秀基准。我们的新型接触算法在没有拉格朗日乘子和惩罚方法的情况下工作，实现了无与伦比的稳定性和效率。我们将模拟结果与使用两种不同的实际TKR进行的物理测试的实验数据进行比较。我们可以准确预测五百万步态周期后由于磨损造成的总质量损失。我们还观察到实验中观察到的磨损模式与我们的模拟结果存在良好的匹配。
作者：Ansgar Burchardt, Christian Abicht, Oliver Sander
论文ID：1704.08307
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2017-04-28