股骨球頭壞死對於髖關節表面置換術所扮演的角色---熱傷害、人工關節穩定度及應力分佈(I)

髖關節表面置換術由於得以保留較多骨質的特性及人工關節接觸面設計的進步，近年來已引起骨科界之興趣，並重新採行用以治療股骨球頭壞死。針對此一情況，林口長庚醫院曾針對三十八名患有股骨球頭壞死之病患施以髖關節表面置換術，經術後臨床追蹤，證實效果良好。但是，過去卻甚少有文獻針對股骨球頭壞死情況下，施以髖關節表面置換術後，探討術後人工關節穩定性、應力分佈及熱傷害的影響。作者假設股骨球頭壞死區域的大小將影響表面置換術後之人工關節穩定性、應力分佈及因骨水泥聚合放熱反應所引起的熱傷害。為此，本研究將規劃以三年的時間，分別利用溫度量測、體外力學測試及有限元素分析等不同方法，系統化探討股骨球頭壞死區域的體積大小對於髖關節表面置換術所扮演的角色。包括：骨/骨水泥界面溫度、人工關節穩定性及股骨應力分佈的影響。茲簡述三年研究內容如下:第一年度研究內容（骨/骨水泥界面溫度量測）:針對15%, 25%, 33%, 50%及無壞死等五組不同之股骨球頭壞死體積，分別在恆溫37 ℃及室溫沖水的情況下，記錄骨/骨水泥界面因骨水泥聚合放熱反應所產生的最高溫度及期間高於50℃的時間，借以了解股骨球頭壞死體積及沖水與否對於骨/骨水泥界面溫度的影響。第二年度研究內容（體外力學測試）:利用三十件人造股骨取代真實骨，以體外力學實驗探討上述五種不同壞死體積（每組六件）對於髖關節表面置換術後人工關節穩定性的影響。利用MTS 生物材料試驗機、表面應變規及角度量測規，分別進行（1）靜態股骨表面應變及人工關節旋轉位移量測及（2）動態週期週期性壓力測試，以瞭解並比較不同股骨球頭壞死體積，對於人工關節穩定性及在長期週期性重力作用下，其耐久性之差異。第三年度研究內容（有限元素分析）:利用有限元素法進行模擬分析，借以評估股骨球頭壞死體積，對於髖關節表面置換術後股骨應力分佈的影響。以CT 斷層掃瞄獲取股骨斷層影像後，利用有限元素相關軟體，分別建立3-D 有限元素模型，並分析比較應力分佈差異性，所獲結果將與第二年度之實驗結果相互比較驗證，有效證實股骨球頭壞死體積對於髖關節表面置換術後的影響。

系統編號:PB9709-3574
原計畫編號:NSC97-2221-E182-001