文题释义：

功能梯度生物材料：指2种或多种材料的成分随着结构尺寸连续变化的一种新型材料，其组分一种采用了具有生物活性的材料，使得假体植入物在体内具有良好的生物相容性；另一种是性能较好的金属材料，从种植体界面良好的生物相容性和活性到关节表面良好的耐磨性渐变，且材料内部也具有极好的强度和韧性，拥有自然骨组织材料属性在内部连续变化的特点。

无菌松动：膝关节假体组件和人体骨骼之间过度的相对运动，两者之间距离变大的现象。

背景：股骨假体无菌松动是影响膝关节置换后寿命的重要问题之一，高分子聚乙烯衬垫磨损产生的颗粒和应力遮挡是引起这种松动的主要原因，均与股骨假体材料有关。

目的：采用有限元法分析股骨假体材料对膝关节股骨远端应力和胫骨衬垫上接触压力的影响，

方法：利用Abaqus有限元软件分别建立钛合金、钴铬合金、钛-羟基磷灰石功能梯度生物材料(FGBM Ⅰ)、钛-生物活性玻璃功能梯度生物材料(FGBM Ⅱ)4种材料的膝关节置换模型，赋予假体不同材料属性，研究股骨假体在不同材料下股骨中重要易损路径的应力分布情况和胫骨衬垫上的接触压力变化。

结果与结论：①与钛合金和钴铬合金相比，功能梯度生物材料(FGBM)可明显增大股骨-假体界面处应力和股骨重要易损区域路径中的应力，其中以FGBM Ⅰ增加最显著；②接触压力云图显示，FGBM Ⅰ、FGBM Ⅱ假体在聚乙烯衬垫的最大应力比钴铬合金假体分别降低了20.41%和19.98%，比钛合金假体分别降低了20.07%和19.63%；③结果表明，功能梯度生物材料可在股骨远端产生更高的应力，同时在聚乙烯衬垫上产生更小的接触压力，减少应力遮挡和聚乙烯衬垫磨损，且FGBM Ⅰ功能梯度材料效果显著。

https://orcid.org/0000-0002-0231-2142 (贾巍)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 骨, 假体, 3D, 生物材料, 有限元, 膝关节, 无菌松动, 接触压力, 股骨假体

引用本文：贾 巍, 张满栋, 陈维毅, 王晨艳, 郭 媛. 股骨假体材料对人工膝关节置换性能的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(10): 1477-1481.

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