随着全髋关节手术置换量的增加,术后假体固定失败需要翻修的患者也日益增多。翻修患者大多存在不同程度的骨缺损,其中PaproskyⅢ型骨缺损最为严重,而目前针对PaproskyⅢ型骨缺损的重建方案还缺乏统一的认识。为此,本文针对PaproskyⅢ型骨缺损中的三点缺损和髋臼上方骨缺损的不同重建方案展开深入研究,通过有限元方法对不同翻修方案进行初始稳定性和生物力学分析。首先,建立了无骨缺损的全髋关节置换有限元模型,并对模型的计算结果进行了对比验证;其次,针对PaproskyⅢ型三点(髂骨、坐骨支和耻骨支)缺损,建立了无重建、髋臼上缘重建、无缺损和完全重建四种模型,通过接触压力、应力分布、界面微动等参量评估了不同翻修方案的初始稳定性;最后,针对髋臼上方部分缺损、空腔缺损和大面积缺损三种情况,对比了不同孔隙率多孔钽假体重建方案的力学性能。本文研究成果为不同类型髋臼骨缺损重建的力学稳定性提供理论基础,为假体结构参数和定位安装的改善提供技术支撑,论文的研究工作主要结论:(1)针对无骨缺损的全髋关节置换:探讨了在整个步态周期下金属对聚乙烯(MOP)配副的臼杯和松质骨的界面微动、臼杯位移和应力分布等对骨盆系统应力分布及其微动的影响规律,结果表明内衬接触压力的改变是随着步态周期中髋关节力方向和大小的变化而变化,髋关节力越大,内衬的接触压力也越大,接触面积也越小;假体弹性模量越大,应力相应也较大,对其他假体应力变化的影响就越小。进一步研究了在动载荷和静载荷条件下,陶瓷对陶瓷(COC)和MOP配副的接触压力和应力分布:在静态载荷作用下,COC和MOP两种配副下的臼杯位移、内衬接触压力、臼杯应力和骨盆应力等的分布规律基本相同,且最大值相差很小;而在步态周期载荷作用下,相对于MOP配副,COC配副的髋臼窝最大接触压力、臼杯和宿主骨间界面微动值和臼杯位移值都相对较小,但内衬的最大接触压力较大。(2)针对PaproskyⅢ型髋臼三点骨缺损的不同重建方案:建立了无重建、髋臼上缘重建、无缺损和完全重建四种模型的初始稳定性,通过接触压力、应力分布、界面微动等参量评估了不同翻修方案下的初始稳定性,并给出最优重建方案。整体重建模型能较好地恢复髋臼环的支撑,保证可靠的初始稳定性;与无压配模型相比,压配后的杯体位移减小了一个数量级,而杯体的Von-Mises应力则增大很多;上方重建和三点重建模型在坐骨支和耻骨支位置处的应力分布差异较大,而上腔缺陷未修复时,杯体位移更大。(3)针对髋臼上方骨缺损的不同重建方案:分别研究了在不同缺损模型下采用不同孔隙率材料假体和填充块对螺钉固定位置力学性能的影响规律,并给出了优化设计方案。钛合金臼杯弹性模量较大,臼杯不易变形,但螺钉固定位置的应力也更大;多孔钽臼杯拥有适宜的弹性模量,螺钉固定位置的应力相对较小,局部应力集中较小;与骨水泥固定相比,无骨水泥固定则产生了较大的臼杯位移和臼杯螺钉固定位置应力。研究成果为不同类型髋臼骨缺损重建的初始稳定性和相关假体设计参数的改进提供了技术支持,为假体结构优化设计和假体定位安装提供了理论基础。