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| 有限元分析 |
骸关节假体和周围骨的力学特性不匹配常引起骸关节假体周围骨质出现应力遮挡效应，由此导致的相应部位骨质丢失增加是早期假体失败的一个重要原因。林凤飞等采用三维有限元分析对THA前后进行单骸站立生物力学测试，分析假体置入前后股骨和骸臼的应力模式和置入后各种组合的假体对骨界而的应力分布规律，发现各种组合的假体对股骨界而的应力从近端至远端均呈逐渐增高趋势，对骸臼界而的应力从骸臼顶部一后下一前下呈逐渐递减趋势，而不管是金属一金属、陶瓷一陶瓷、陶瓷一聚乙烯还是金属一聚乙烯组合，其相应界而应力值无明显差别，从生物力学角度为人工骸关节的临床应用和设计制造提供有益的参考。
Ramo、等通过比较有限元模型及实体模型骸臼腔周围应力分布情况，发现骸臼假体的置入更容易导致骸臼后方及上方von Mises应力增加，骸臼后方区域存在的裂痕也会明显改变骸臼的应力分布，导致成骨活性降低及骸臼前方和上方区域骨一假体之间微动增大，从而引起骸臼区骨质丢失、骨长入减少、骸臼假体初始稳定性降低及假体松动风险增加等问题，Tavakkoli等基于热动力学理论，利用有限元法对THA术后假体周围骨质丢失情况进行分析，结果发现术后Gruen 7区骨质丢失最明显，其次是1区，而4区骨密度反而增加，股骨干髓端后方区域骨质丢失较前方更明显。撞击是限制THA术后关节活动范围及引起脱位的常见因素，Elkins等利用有限元模型来分析股骨头直径在骨一骨与假体一假体撞击事件中局部生物力学的情况，证实了假体撞击是THA术后主要的撞击类型，其引起的应力集中效应比骨撞击更大。Ghaffari等利用三维有限元模型分析了不同假体位置及患者活动姿势对人工关节的撞击一脱位的影响，发现由座位站起、站立弯腰时容易脱位，特别是骸臼前倾角较小时。为了减少撞击的发生，目前多主张使用大直径股骨头来降低脱位风险，但这就要求使用较薄的内衬，Shen等使用有限元模型研究了传统的和交联聚乙烯内衬的磨损率是否被股骨头直径、内衬的厚度所影响，发现从28-36 mm的股骨头或仅使用3 mm厚的内衬并不增加交联聚乙烯内衬的磨损率。
在骸关节假体击入固定过程中，尤其是股骨柄击入过程中，假体周围骨折是关节外科医生最担心发生的事情，Gargiulo等通过有限元分析得到THA术后股骨假体周围的应力分布图并计算出了假体周围骨折的危险系数，发现股骨矩及转子间线最低点为高骨折风险区。在非骨水泥股骨柄击入固定过程中，不同的医生锤击的力度不同，有经验的关节外科医生或许可通过锤击声音的频率来判断假体击入的程度，以避免假体周围骨折发生，Sakai等使用有限元方法测定了非骨水泥股骨柄固定过程中锤击的力量对股骨所产生的von Mises应力，发现平均9.25 N的锤击载荷足以导致人工股骨的损害，当股骨柄位移基本停下后，锤击力量应适当减小，如果再使用较大的平均锤击载荷锤击股骨柄可能会导致术中骨折的发生，他们还发现锤击声音频率降低伴随股骨内部最大应力增加，当锤击声音频率降低时，如果继续锤击会增加骨折的风险。如果术中发生了假体周围骨折，目前多采用钢捆扎、钢板螺钉内固定或更换假体类型等方法进行固定，最终目的都是使骨折断端及假体得到牢靠固定。
Chen等使用有限元分析研究THA术后VancouverB1型假体周围骨折不同修复方法的稳定性，发现在远端螺钉固定和近端钢兹固定的基础上，骨折近端加用2颗单皮质螺钉能减少骨折移位和降低von Mises应力，而远端加用3捆钢兹没有明显作用网，王少林等探讨了高龄偏髓I型粗隆间骨折行骨水泥型THA后股骨的应力分布，并对比分析了长、短假体柄置入后的应力分布差异，发现骨水泥型长、短柄假体置换治疗高龄偏髓I型粗隆间骨折不会引起股骨应力分布的明显改变，长柄假体的松动率与短柄假体基本相当，但后者由于手术时间短、创伤小及并发症少，可能更适合治疗高龄偏髓I型粗隆间骨折。除此之外，随着陶瓷假体的广泛应用，假体断裂也是导致关节翻修的一个常见原因，Lam等在模拟峰值步态负荷的条件下，对12种不同骸臼假体方位的有限元模型进行静态应力分析，发现过度外展和前后倾与内衬峰值应力增加有关，峰值应力的部位与文献报道的内衬断裂部位一致。
