3、人工膝关节相关部件设计与性能研究

人工膝关节相关部件设计与性能研究

1. 人工膝关节垫片设计背景

近年来，由于骨折和关节疾病的显著增加，对骨科植入物的需求急剧上升。膝关节置换假体是一种重要的骨科植入物，它主要由三个部分组成：股骨部件、胫骨部件和垫片。股骨部件由金属合金制成，连接在股骨底端；胫骨部件同样由金属合金制成，是一个光滑的平台，连接在胫骨的上表面；而垫片则是放置在股骨和胫骨部件之间的缓冲垫，起到减震的作用。

垫片通常由聚合物材料制造，如聚乳酸（PLA）、聚乙烯（PE）和聚左旋乳酸（PLLA）。这些聚合物材料因强度高、生物相容性好且易于制造而被广泛应用。特别是PLA，由于其与人体骨骼相似的弹性模量和强度，被用于制造骨科植入物和设备。其类骨弹性模量能减少因低刚度导致的应力屏蔽效应，低刚度值有助于在骨 - 植入物界面实现适当的载荷分布。

属性	值
密度 (g/cm³)	1.24
弹性模量 (GPa)	3.75
断裂伸长率 (%)	7
拉伸强度 (MPa)	60
泊松比	0.32

2. 材料与方法