体内生物力学环境诱导的人工颈椎间盘磨损机理研究

  • 假体磨损及磨粒导致的无菌性松动是制约人工颈椎间盘假体服役性能和寿命的关键原因,而假体的磨损行为很大程度上取决于体内生物力学环境下关节界面的运动模式与载荷条件。因此,针对体内生物力学环境下人工颈椎间盘的磨损问题,本项目拟提出基于柔性骨肌多体动力学的关节界面摩擦模式解析与耦合分析方法,揭示关节界面的磨损机理:主要通过建立基于逆向动力学分析的柔性骨肌多体动力学模型,分析人工颈椎间盘的体内生物力学环境,解析关节界面“平动、滚动、扭动”三种典型的单一运动模式及其载荷条件,并通过实验分析和仿真计算,研究单一模式下的磨损行为与机理,在此基础上研究两两模式间相互作用及多模式耦合作用下的关节界面磨损行为,最终揭示颈椎关节界面的磨损机理与关键作用机制,构建体内生物力学环境诱导的关节界面磨损机理图谱,为改善人工颈椎间盘设计、提高其服役性能与寿命奠定理论和实验基础。