碳化硅-碳复合材料用于小关节假体：生物力学研究及三维有限元分析
杨永超1
谈清2
杨萃3
陆芸4
1.天津医科大学研究生院,天津市,3000702.湘西土家族苗族自治州人民医院骨外科,湖南省吉首市,4160003.天津市泰达医院科教科,天津市,3004574.天津市泰达医院骨外科,天津市,300457
摘要：背景：碳化硅-碳复合材料应用广泛，但其在医学假体材料领域无相关实验研究，效果尚不明确。<br> 目的：探究新型碳化硅-碳复合材料的力学性能，采用三维有限元分析法模拟小关节的受力情况，论证其作为人工小关节假体替代材料的可行性。<br> 方法：将规定尺寸的碳化硅-碳复合材料与传统碳/碳复合材料放置于电子万能试验机中，测定并计算材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力，随后测定并计算材料的摩擦系数、磨损体积和质量磨损率。应用三维有限元分析法，将第三掌骨有限元模型分别定义碳/碳复合材料及碳化硅-碳复合材料单元类型后，给予轴向200 N的作用力，分析其总位移及节点应力情况。<br> 结果与结论：碳化硅-碳复合材料的压缩弹性模量、抗压缩强度、最大抗压缩力、弯曲弹性模量、抗弯强度及最大抗弯力高于碳/碳复合材料(P <0.05)，摩擦系数、磨损体积和质量磨损率、最大节点应力及最大总位移低于碳/碳复合材料(P<0.05)。结果说明，碳化硅-碳复合材料具有良好的力学性能、抗磨损性能，抗压缩形变及抗应力作用。
关键词：生物材料骨生物材料碳有限元分析骨和骨组织图像处理计算机辅助成像三维材料试验
分类号：R318(医用一般科学)
论文发表日期：2016-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 2333-2339 )
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