金属橡胶人工腰椎间盘假体的生物力学特性研究

【摘要】：当前的人工假体仍然无法替代人体腰椎间盘,现有假体材料相较于生理间盘而言,都不能兼顾腰椎间盘多重生物力学性能的要求,为此本论文将不锈钢(304)金属橡胶这种类似高分子聚合物材料的弹性和阻尼性能纯金属材料应用到医学假体上,设计一种基于金属橡胶材料的人工腰椎间盘假体。结合相关体外生物力学试验,研究了不同密度假体的刚度、阻尼耗能以及疲劳寿命,结果表明:3.5g/cm3的金属橡胶髓核的综合性能符合人体腰椎的生理需求,其静刚度为1000N/mm,完全满足假体植入体内需求;损耗因子均在0.15以上,假体保持良好的阻尼耗能特性,可以很好实现减振缓冲能力;500万次宏观疲劳振动试验,其磨损率仅为1.13334 g/MC,并且内部微观形貌无明显变化。因此,本文为金属橡胶人工腰椎间盘假体在临床医学的应用提供了理论依据。