基于ABAQUS 的金属接骨板典型样品数值模拟

陈秋平，董万鹏，董跃福

（1.201620 上海市 上海工程技术大学 材料工程学院；2.222061 江苏省 连云港市 徐州医科大学附属连云港医院关节外科）

0 引言

金属接骨板作为一种骨结合植入物是目前临床治疗四肢骨折最常用的材料，而弯曲是金属接骨板在人体内最常见也是最主要的受力状态，大部分金属接骨板的断裂均与弯曲载荷有关[1-2]。金属接骨板弯曲载荷的测试应符合ASTM F382-2014 或ISO 9585-1990 中的测试要求[3-4]。

从1895 年Lane 首次将接骨板用于骨折治疗至今，接骨板的发展已经有100 多年的历史[5]。Cutright[6]提出，理想的接骨板材料应同时满足良好的生物相容性和良好的生物力学环境。Mehboob H[7]等人利用生物可降解复合材料对接骨板进行了优化设计，通过合理选择平均弹性模量、功能性降解材料的空间结构分布、材料降解速度、接骨板厚度这4 个设计影响因素，使接骨板具有了更佳的临床效果。关于金属接骨板种类、材料和测试方法方面的文献较多，但四点弯曲有限元选型相关的文献较少。随着有限元分析技术的逐渐成熟，通过该方法可以为金属接骨板选型以及其它医疗器械产品设计开发和产品优化节省时间和成本[8]。新型接骨板材料的研发是行业间竞争的热门话题[9-11]，近十年，关于接骨板的医疗器械不良事件报告超万份，主要表现为断裂、弯曲、松动等[12-13]。

本文研究内容包括金属锁定板初步筛选依据的确立，四点弯曲仿真模拟和基于ISO9585-1990标准的实验验证，通过已验证的数值模拟模型和方法来预测其它金属接骨板的弯曲强度。……