Page 219 - 《摩擦学学报》2021年第6期

第 41 卷 第 6 期 摩 擦 学 学 报 Vol 41 No 6
2021 年 11 月 Tribology Nov, 2021

DOI: 10.16078/j.tribology.2020261

国内全髋关节置换磨损测试及数值

模拟研究进展

杨 抒 , 崔 文 , 张小刚 , 张亚丽 , 解凤宝 , 任旭辉 , 陈瑱贤 , 靳忠民 1
1
1,2
4
1
1*
2
3
(1. 西南交通大学 机械工程学院摩擦学研究所, 四川 成都 610031;
2. 北京市春立正达医疗器械股份有限公司, 北京 101100;
3. 浙江省医疗器械检验研究院, 浙江 杭州 310018;
4. 长安大学 工程机械学院 道路施工技术与装备教育部重点实验室, 陕西 西安 710064)
摘 要: 髋关节假体磨损及磨损颗粒所导致的无菌性松动是髋关节置换失败的重要原因. 本文作者对国内髋关节磨
损研究时采用的运动学与力学曲线以及针对国人测绘的相应曲线进行了差异性分析，并对国内发表的全髋关节磨
损体外模拟机测试试验及结果，数值模拟模型及结果进行了总结、对比和分析. 结果显示：1) 国人测绘的运动学与
力学曲线不能直接用于全髋关节磨损评估的加载条件，国内关节力的测量方法仍有待进一步改进；2) 国内体外磨
损测试的研究结论与国外发表的结论相似，但不同机构间的测试结果存在一定差异；3) 国内髋关节磨损仿真研究
还处于起步阶段，仿真计算得到的磨损率普遍低于体外测试结果. 因此，建立基于国人行为力学的磨损评估标准、
对磨损模型进行合理优化并采用有限元和骨肌多体动力学相耦合的分析方法对髋关节假体临床前磨损性能进行评
估是未来的研究方向.
关键词: 人工髋关节; 磨损; 体外磨损测试; 计算机磨损仿真; 步态加载条件
中图分类号: TH117.1 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2021)06–1004–15

In-vitro Wear Test and Computational Wear Prediction of

Total Hip Replacement in China

1,2 1 1 1* 2
YANG Shu , CUI Wen , ZHANG Xiaogang , ZHANG Yali , XIE Fengbao ,
3
4
REN Xuhui , CHEN Zhenxian , JIN Zhongmin 1
(1. Tribology Research Institute, School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University,
Sichuan Chengdu 610031, China
2. Beijing Chunlizhengda Medical Instruments Co Ltd, Beijing 101100, China
3. Zhejiang Institute of Medical Device Testing, Zhejiang Hangzhou 310018, China
4. Key Laboratory of Road Construction &Equipment of MOE, School of Mechanical Engineering,
Chang'an University, Shanxi Xi’an 710064, China)
Abstract: The wear particles of hip prosthesis will cause osteolysis, which in return triggers aseptic loosening in the
prosthesis itself. It is reported that one of the major reasons for revision total hip replacement is wear and the aseptic
loosening caused by it. Under such a background, the pre-clinical evaluation on wear performance of hip prosthesis is
becoming increasingly important. Currently, the major approaches of the pre-clinical wear assessments are the in-vitro

Received 26 November 2020, revised 15 March 2021, accepted 17 March 2021, available online 28 November 2021.
*Corresponding author. E-mail: zhangyali@swjtu.edu.cn, Tel: +86-28-87634954.
The project was supported by the Science and Technology Plan Project of Sichuan Province (2020YJ0032) and the National Natural
Science Foundation of China (51775460, 52035012).
四川省科技计划项目（2020YJ0032）和国家自然科学基金项目（51775460，52035012）资助.