Анализ напряженно-деформированного состояния керамической головки эндопротеза тазобедренного сустава на основе диоксида циркония

Abstract

Проведен анализ напряженно-деформированного состояния головки эндопротеза тазобедренного сустава, изготовленной из керамики на основе диоксида циркония. Показано, что эквивалентные напряжения, возникающие в головке в процессе эксплуатации эндопротеза, не превышают предел прочности материала. Исследовано влияние отклонений посадочных размеров головки и ножки на напряжения, возникающие в керамической головке при функционировании эндопротеза. Показано, что напряженно-деформированное состояние керамической головки существенно неравномерное и зависит от посадочных размеров головки и ножки. Наличие отклонений посадочных размеров может привести к повышению напряжений. Отклонения величин посадочных конусов оказывают более значительное влияние на рост напряжений, чем отклонения посадочных диаметров.

Проведено аналіз напружено-деформованого стану головки ендопротеза кульшового суглоба, виготовленої з кераміки на основі діоксиду цирконію. Показано, що еквівалентні напруження, які виникають у головці під час експлуатації ендопротеза, не перевищують межу міцності матеріалу. Досліджено вплив відхилень посадочних розмірів головки і ніжки на напруги, що виникають у керамічній голoвці при функціонуванні ендопротезу. Показано, що напружено-деформований стан керамічної головки істотно нерівномірний і залежить від посадочних розмірів головки та ніжки. Наявність відхилень посадочних розмірів може призвести до підвищення напруг. Відхилення величин посадочних конусів чинять суттєвіший вплив на зростання напруг, аніж відхилення посадочних діаметрів.

Strain-deformation state of hip endoprothesis head made of ceramics based on zirconia has been analyzed. Strains in the head were shown not to exceed the material strength. The effect of the head and stem engineering parameters deviations in the ceramic head during operation of hip endoprothesis has been studied. It was shown that the strain-deformation state of the ceramic head is significantly non-uniform and depends on the head and stem engineering parameters. Deviations may be caused the increase of strain. Deviations in the engineering cones have more impact on the strain rather than deviations of the engineering diameter.