Structural stability of a polyetheretherketone femoral component—A 3D finite element simulation

偷看 材料科学 有限元法 冯·米塞斯屈服准则 复合材料 变形(气象学) 膝关节 膝关节置换术 生物医学工程 关节置换术 口腔正畸科 结构工程 医学 外科 工程类 聚合物
作者
Jianping Wang,Dong Guo,Shihua Wang,Yongqiang Yang,Guoan Li
出处
期刊:Clinical Biomechanics [Elsevier BV]
卷期号:70: 153-157 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.clinbiomech.2019.09.001
摘要

Background Because its mechanical properties are similar to cortical bones of the knee, polyetheretherketone (PEEK) material has been used to make total knee arthroplasty (TKA) components. This study investigated the PEEK femoral component deformation of a TKA system and compared the data with that of a cobalt–chromium (CoCr) component. Methods A 3D finite element knee model was constructed using CT images of a normal subject. A knee prosthesis was installed on the model to simulate a TKA knee. The material properties of the bone were assumed linear and transverse isotropic. The femoral component was modeled using a PEEK or CoCr material. A compressive load was applied to the knee at full extension. Tibiofemoral contact stresses and femoral component deformations were analyzed. Findings Under a 3 kN load, the maximal Von-Mises stresses in the femoral component were 14.39 MPa and 30.05 MPa for the PEEK and CoCr components, respectively. At the tibial polyethylene surface, the CoCr femoral component caused higher contact stresses (>2.2%) than the PEEK component. The deformation of the PEEK component was over 3 times larger than that of the CoCr component (0.65 × 10−3 mm vs 0.2 × 10−3 mm). Interpretation The PEEK femoral component could result in lower contact stresses, but larger deformations in the TKA knee compared to the CoCr component. An increased deformation of the PEEK component indicates a reduction in its structural strength. Future investigation should examine if the reduced structural strength will affect the in-vivo component-bone interface integration and affect the component fatigue life.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Fushuai完成签到,获得积分10
1秒前
小呀嘛小郎中完成签到 ,获得积分10
2秒前
嗯嗯完成签到 ,获得积分10
2秒前
LLYYWW发布了新的文献求助10
3秒前
swordshine完成签到,获得积分0
5秒前
今后应助酷酷的板凳采纳,获得10
5秒前
无辜茗完成签到 ,获得积分10
6秒前
任性的思远完成签到 ,获得积分10
8秒前
able1325完成签到 ,获得积分10
10秒前
xiaoyi完成签到 ,获得积分10
12秒前
cccc完成签到,获得积分10
13秒前
lzm完成签到 ,获得积分10
19秒前
十月完成签到 ,获得积分10
27秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
29秒前
LeoBigman完成签到 ,获得积分10
29秒前
33秒前
龙行天下完成签到 ,获得积分10
35秒前
Elthrai完成签到 ,获得积分10
35秒前
breif完成签到 ,获得积分10
37秒前
Joanne完成签到 ,获得积分10
38秒前
球状闪电完成签到,获得积分10
40秒前
FCYFC应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
Kkkk完成签到 ,获得积分10
43秒前
LingMg完成签到 ,获得积分10
44秒前
Weizhuo完成签到 ,获得积分10
44秒前
小宇宙完成签到 ,获得积分10
47秒前
tutu完成签到,获得积分10
51秒前
tutu发布了新的文献求助10
54秒前
一颗栗子完成签到 ,获得积分10
55秒前
淡淡依白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王平安完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王波完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SSY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
靓丽的采白完成签到,获得积分10
1分钟前
yuyu877完成签到 ,获得积分10
1分钟前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
1分钟前
charleslam完成签到,获得积分10
1分钟前
wueeee应助awa606采纳,获得200
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7282370
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8903165
关于积分的说明 18833858
捐赠科研通 6953259
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207556
关于科研通互助平台的介绍 2377841
邀请新用户注册赠送积分活动 2182729