有限元法分析不同固定方式在胫骨远端粉碎性骨折骨愈合中的生物力学差异

背景：胫骨远端粉碎性骨折伴软组织损伤的治疗具有挑战性，新型逆行胫骨髓内钉、外置接骨板是重要的治疗手段，但其在骨折愈合不同时期、不同负重情况时的骨折端应变、应力遮挡情况未见报道。目的：通过有限元分析法探讨骨折愈合不同时期逆行髓内钉及外置接骨板的生物力学差异，为临床应用及康复锻炼提供科学参考。方法：利用1名40岁健康男性的胫骨CT数据，建立胫骨远端粉碎骨折的有限元模型，构建胫骨逆行髓内钉、外置接骨板固定模型及骨痂模型并根据骨折的固定原则进行装配。使用ANSYS软件进行有限元分析，比较骨折愈合不同时期时逆行髓内钉及外置接骨板2种固定方式的骨折端位移、胫骨应力遮挡、骨痂应力、胫骨及固定装置应力分布情况。结果与结论：(1)胫骨骨折端相对位移随着骨折愈合的进行逐渐减小，在术后3个月后位移明显减少；术后0,1个月，外置接骨板组的垂直位移及总位移均大于逆行髓内钉组，2种固定方式的Z轴位移(水平内外侧位移)均较X、Y轴位移明显，且接骨板模型的Z轴位移差异最明显；2种固定方式的Z轴位移最大位置均位于胫骨外侧，位移最小位置均位于胫骨内侧；(2)骨折愈合的应力遮挡率随骨折时间延长而逐渐降低；逆行髓内钉的应力遮...     

3D打印个性化髋臼接骨板设计生物力学研究与分析

目的 应用三维有限元方法研究接骨板内固定疗法治疗髋臼后壁骨折,探讨接骨板与骨面不同间隙对髋臼应力分布的影响。方法 基于真实人体髋关节CT扫描数据,设计出适用于髋臼后壁骨折内固定的个性化接骨板,利用Mimics、Geomagic、Abaqus等软件构建接骨板内固定髋关节三维有限元模型,选择成人缓慢行走时单脚承重的受力状态对模型加载,分析接骨板与骨面不同间隙（0 mm、0.25 mm、0.5 mm、0.75 mm）对髋臼生物力学的影响。结果 随着接骨板与骨界面间隙的增大,接骨板与髋臼后壁碎片上所受最大应力随着间隙的增大而略微减小,但应力分布情况并没有太大的变化。结论 将本文有限元仿真结果结合临床骨治疗生物固定理念,可以发现个性化接骨板与骨界面间隙并不是越小越好,在允许范围内,应将接骨板与骨界面之间留有一定间隙。     

内固定外置治疗儿童胫骨开放性骨折

[摘要] 目的 探讨运用锁定加压接骨板外置治疗儿童胫骨开放性骨折疗效。方法 2010年2月至2014年2月本科共收治27例胫骨开放性骨折患儿，平均年龄7.7岁，按照Gustilo骨折分型标准：Ⅱ度17例，Ⅲ度10例。采用锁定加压接骨板皮外固定进行治疗，并进行随访。 结果 平均随访11个月，骨折均愈合，平均愈合时间9.5周，无延迟愈合或畸形愈合病例。未见松动，位移，断钉断板，无钉道感染病例。 结论 锁定加压接骨板外置治疗儿童胫骨开放性骨折，固定可靠，疗效满意，可作为一种有益的补充方法。     

桥接组合式内固定系统与锁定接骨板钉系统在股骨骨折应用中的有限元分析

背景：桥接组合式内固定系统在人体骨折固定上,与锁定钢板相比效果如何,有待实验证实。 目的：比较桥接组合式内固定系统与金属锁定接骨板钉系统固定股骨干骨折的生物力学特性。 方法：对两种固定方式的有限元模型进行模拟加载,了解各模型中骨与内固定的应力分布和应变特点,并对结果加以分析。 结果与结论：爬楼梯时接骨板锁定螺钉上的应力比步态时增48.6%,达到480 MPa,最大应力出现在中间锁定螺钉上。桥接系统中间联接棒上的最大应力比步态时大34.1%,最大值为373.9 MPa,出现在联接棒中间略远端附近;骨折区域上的应力桥接组合式内固定系统小于金属锁定接骨板钉系统。提示桥接组合式内固定系统较金属锁定接骨板钉系统具有更好的生物力学性能,固定更牢靠、利于骨折生长,是骨折内固定的一种更好选择。     

医用316L不锈钢接骨板固定股骨的有限元方法分析

目的用三维有限元方法对医用316L不锈钢接骨板、螺钉及股骨进行应力计算,最终分析316L不锈钢接骨板对股骨的应力遮挡效应.方法首先建立医用316L不锈钢接骨板、螺钉及股骨的三维几何模型;网格划分后建立对应的三维有限元模型;在定义材料属性的基础上,加载边界条件,对站立位状态下的接骨板及螺钉强度进行有限元计算,同时分析股骨应力遮挡问题.结果通过对螺钉未加压状态和加压状态下股骨所受应力与站立位时正常股骨应力的对比,得出医用316L不锈钢接骨板及螺钉对股骨的应力遮挡效应.结论医用316L不锈钢接骨板及螺钉对股骨产生明显的应力遮挡效应,仅靠螺钉加压对应力遮挡效应的降低作用有限.本文建立的接骨板对股骨应力遮挡的分析方法可广泛应用于其他骨骼骨折应力遮挡的分析.     

接骨板固定胫骨干骨折建模及多因素正交试验设计

为了对不同内固定系统参数在不同愈合时期下对内固定系统的影响进行评估,本研究通过对一名健康志愿者胫骨进行CT扫描,利用Mimics、Geomagic studio、Abaqus等软件建立胫骨骨折钢板内固定实体模型,采用正交试验设计的方法对不同因素水平进行组合,观察加载后不同组合的接骨板、螺钉上的最大等效应力及内固定系统的最大轴向位移。结果表明,内固定系统在愈合初期与愈合后期的力学环境差异较大,愈合初期过早负重易导致强度失效而造成断裂,愈合后期的断裂是由于疲劳所引起的;不同愈合时期,不同因素对不同评价指标下的影响主次顺序也不同,接骨板及螺钉的尺寸对内固定系统的影响最大,螺钉布局中螺钉数量及接骨板工作长度也产生较大的影响。     

新型点状接触动力加压接骨板的研制(生物力学部分)

目的:研制一种可对骨折断端动力加压的点状接触接骨板,对其加压特性及固定的力学稳定性进行评价。方法:使用测加压力装置,比较一颗螺钉动力位加压时动力加压钢板及点状接触动力加压接骨板的加压力。使用山羊新鲜配对胫骨20对,做成横断骨折模型,分别用DCP及PC-DCP加压固定和骨折断端存在3mm间隙情况下固定,在多功能力学试验机上进行四点弯曲实验及扭转实验。结果:PC-DCP与DCP之间加压力无显著性差异(p>0.05)。PC-DCP固定的抗弯刚度稍大于DCP,抗扭刚度较DCP稍降低,但两者之间差异均无显著性(p>0.05)。结论:PC-DCP可对骨折断端有效加压,具有与DCP相似的力学稳定性。     

四孔螺钉肋骨接骨板治疗多发性肋骨骨折的力学分析

目的分析自主设计开发的新型四孔螺钉肋骨接骨板在治疗多发性肋骨骨折中的力学特性并验证其临床疗效。方法使用有限元方法,分析四孔螺钉肋骨接骨板固定后断骨的最大位移与骨折断面间隙,并与目前临床常用的六爪肋骨接骨板的固定效果进行对比,最后回顾临床数据验证其治疗多发性肋骨骨折的临床疗效。结果有限元分析结果表明,使用四孔螺钉肋骨接骨板固定后,断骨的最大位移降低,断面间隙缩小,固定效果优于六爪肋骨接骨板。但螺钉孔处存在应力集中,可能会损伤皮质骨。回顾分析复旦大学附属浦东医院30例使用四孔螺钉肋骨接骨板治疗多发性肋骨骨折的临床资料,术后患者胸痛症状明显减轻,呼吸恢复顺畅,术后CT显示骨折复位良好,验证了四孔螺钉肋骨接骨板的临床疗效。结论四孔螺钉肋骨接骨板对断骨固定良好,且对于大曲率肋骨的骨折情形适用性强,适用于治疗多发性肋骨骨折。     

LISS-DF近端螺钉不同固定方式的有限元分析

目的 研究LISS-DF治疗股骨远端骨折近端螺钉不同固定方式对应力分布规律的影响,寻找符合生物力学原理的固定方式,为临床应用提供理论依据.方法 在ANSYS9.0软件中建立LISS-DF钢板固定股骨远端骨折(AO/OTA33-A3型)的实体模型和有限元模型.在近端螺钉不同单、双皮质固定方式下,通过模拟生理应力做轴向加载实验并进行有限元计算和分析.结果 1、3孔单2、4孔双皮质固定时,近端螺钉最大应力值在不同固定方式中最小为24.21975Mpa,位移值为0.131424um与其它固定方式相当且均较小,说明该固定方式可以取得较好的力学效果.结论 近端螺钉靠近骨折端处双皮质固定,其余螺钉间隔单双皮质固定时,可以减少应力集中现象,得到更好的把持力,使固定更牢固,从而降低固定失败的风险性.     

三种内固定装置应用于Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的有限元分析

背景：目前临床上对于PauwelsⅢ型股骨颈骨折的内固定选用仍存在争议，选择提供稳定固定强度的内固定是实现PauwelsⅢ型骨折固定的关键基础。目的：利用三维有限元分析法测试3种类型内固定应用于PauwelsⅢ型股骨颈骨折的生物力学强度差异，为其临床治疗提供借鉴。方法：使用一名健康男性志愿者的左股骨CT数据，在Mimics软件中重建出一个完整的股骨及其骨松质，运用Geomagic studio软件进行逆向建模，并在UG-NX软件中创建出倒三角空心螺钉、动力髋螺钉、股骨颈动力交叉钉系统；将3种内固定模型分别装配至股骨模型上；通过Hypermesh软件模拟PauwelsⅢ型股骨颈骨折；最后应用Abaqus软件进行有限元实验分析，分析比较不同内固定系统固定股骨颈骨折所产生的应力分布、应力峰值、应变情况及位移分布。结果与结论：(1)股骨近端骨块的应力主要分布在骨折端附近股骨颈下方区域，动力髋螺钉组的应力峰值最大，股骨颈动力交叉钉系统组最小；(2)内固定装置的应力分布主要集中在骨折线附近的螺钉表面，股骨颈动力交叉钉系统组的应力峰值最大，动力髋螺钉组最小；(3)股骨近端骨块的主要应变场分布于骨与螺...     

锁定加压钢板与交锁髓内钉固定肱骨投掷骨折的有限元分析

目的通过三维有限元法对锁定加压钢板和交锁髓内钉固定肱骨投掷骨折的生物力学稳定性进行比较,为临床应用提供理论参考。方法分别建立前外侧锁定加压钢板、后侧锁定加压钢板、顺行髓内钉、逆行髓内钉固定肱骨投掷骨折的三维有限元模型。应用有限元分析法在相同的加载和约束条件下模拟轴向压缩、逆时针扭转和三点弯曲三种工况,评价各组内固定最大等效应力、肱骨骨折块及骨折断端最大等效应力。结果 (1)内固定最大等效应力:锁定加压钢板置于前外侧较后侧最大应力值小;逆行较顺行髓内钉在压缩工况最大应力值更大,扭转和弯曲工况较小;(2)骨折块最大综合位移:髓内钉较锁定加压钢板组大,锁定加压钢板置于前外侧较后侧大,顺行髓内钉较逆行髓内钉大;(3)骨折断端最大等效应力:锁定加压钢板较髓内钉组骨折断端最大应力大且应力分布均匀。结论应用锁定加压钢板较髓内钉治疗肱骨投掷骨折更加稳定且应力均匀;锁定加压钢板置于后侧较前外侧更稳定但应力略大;逆行髓内钉稳定性优于顺行髓内钉。     

数字散斑法加载100 N与500 N测量胫骨干骨折内固定下的位移

背景：以往研究多以传感器研究钢板置入内固定治疗骨折生物力学特点,存在直接接触、精度低等缺点。 目的：以数字散斑法测试成人胫骨加压钢板内固定中骨折断端第4颗和第5颗螺钉在不同拉力条件下的平均位移。 方法：测试之前在所有成人胫骨标本表面喷涂银漆粉,用于数字散斑测量。横行截断胫骨中点,制造胫骨干中段骨折模型。将加压钢板置入胫骨后外侧骨膜下,骨折端两侧各4枚螺钉穿透4层骨皮质。标本分6个状态：A,8枚螺钉加压胫骨内固定(未锯断,模拟骨愈合状态);B,在A组的基础上胫骨中点锯断;C,在B组的基础上去掉上面第1颗螺钉;D,在C组的基础上去掉下面第1颗螺钉;E,在D组的基础上去掉上面第2颗螺钉;F,在E组的基础上去掉下面第2颗螺钉,按A~F组测量顺序进行测量。在100,500 N拉力下,用CSS-44100型电子万能试验机进行加载拉力测量骨折断端近侧第4颗与第5螺钉的位移。 结果与结论：方差分析显示在100 N拉力下(F=3.107),A组与F组比较方差的P < 0.05;在500 N拉力下(F=4.719),A组与F组比较方差的P值< 0.05。说明靠近骨折线的螺钉承受较大的应力,容易断裂,在加压钢板内固定治疗胫骨骨折时,经过推断假定其螺钉直径建议增加1.0~2.0 mm。     

计算机辅助2枚空心钉置入内固定治疗股骨颈骨折的生物力学分析

文题释义： 股骨颈骨折最佳治疗方案：目前仍然存在争议,治疗方法众多,包括股骨颈加压螺钉经2枚或3枚平行螺钉固定或者关节置换,或者在少数情况下采用非手术治疗。但目前在临床上广泛应用的主流选择仍然是国际内固定学会(AO/ASIF)推荐的纯钛空心螺钉治疗股骨颈骨折,具有手术操作简单、局部解剖分离较少、手术时间较短等优点,已被大多数学者认可。 股骨颈骨折内固定的条件：①抵抗施予骨折线上的剪应力;②抵抗弯应力;③容许轴心上的压应力。 背景：临床上常用的空心钉有单头及双头2类,普通(单头)空心加压螺钉固定容易出现股骨颈短缩,骨质疏松时容易出现退钉现象,因此治疗股骨颈骨折选择普通空心加压螺钉还是双头空心加压螺钉目前存在争议。 目的：通过有限元分析探讨2枚双头空心加压螺钉与2枚普通(单头)空心加压螺钉的不同空间构型在治疗股骨颈骨折中的生物力学作用。 方法：通过采集1名男性30岁健康成人志愿者股骨近端薄层CT扫描来获得原始DICOM数据,在Mimics 10.01软件中建立股骨近端模型,将该模型导入UG 8.0软件中建立股骨颈骨折模型(Pauwels角 60°)。再通过三维扫描建模获得双头空心加压螺钉及普通(单头)空心加压螺钉的三维模型。在UG 8.0软件中按照2枚螺钉水平及垂直分布进行股骨颈骨折装配建模,再将建立的模型导入ANSYS 14.5软件中赋值运算后,测量股骨颈骨折断端开口角、骨折断端相对位移及应力分布情况。 结果与结论：①在生物力学稳定性方面：2枚螺钉水平位固定骨折断端的开口角及位移小于垂直位固定,双头空心加压螺钉的开口角及位移小于普通(单头)空心加压螺钉;②应力分布：2种螺钉固定的应力分布不同,双头空心加压螺钉的螺钉上应力分布较普通(单头)空心加压螺钉更加分散,部分应力传递至螺钉尾部;而在普通(单头)空心加压螺钉中,螺钉上的应力主要集中在骨折断端处;水平和垂直布局的应力分布亦有差别,2枚螺钉水平位固定时前方1枚螺钉上的应力分布更加集中,而垂直位固定时的应力主要集中在上方1枚螺钉;③结果表明,双头空心加压螺钉较普通(单头)空心加压螺钉固定股骨颈骨折更加稳定可靠;2枚螺钉水平位固定比垂直位固定具有更好的生物力学稳定性。因此临床可应用双头加压螺钉治疗股骨颈骨折,当选择2枚螺钉时宜采用水平位固定。 ORCID: 0000-0001-7084-2826(申洪全) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

腓骨重建及小钛板固定下颌骨体部缺损的三维有限元分析

背景：临床研究中进行腓骨重建修复下颌骨缺损的力学研究是不现实的,而有限元分析法为下颌骨缺损修复重建的生物力学研究提供了新的方法。目的：建立腓骨重建小钛板固定下颌骨体部缺损的三维有限元模型,对其进行生物力学分析。方法：建立下颌骨体部缺损腓骨重建三维模型及内固定模型,在前牙、健侧第一磨牙、健侧第二磨牙加载    100 N咬合力,观察下颌骨模型重建前后的最大应力值和最大位移值情况,前牙加载和后牙加载下重建模型钛板、钛钉孔周围骨质的应力情况,前牙加载和后牙加载下腓骨前后端的最大位移值情况。结果与结论：正常下颌骨的最大应力集中在髁突颈部。在重建模型中,最大应力集中在健侧髁突颈部,加载相同咬合力的情况下重建下颌骨的最大应力值均大于正常下颌骨的最大应力值,前牙加载最大应力值大于后牙加载。在每块钛板内侧的两钉孔之间应力值最大,下颌角部位的应力比较集中,加载侧近下颌骨缺损处前上方的第一颗钛钉为下颌骨残端钛钉的最大应力集中部位,近腓骨中段后下方钛钉为腓骨端钛钉的最大应力集中部位。下颌骨残端近缺损处以及腓骨中段上板处的钉孔周围皮质骨为最大应力集中部位,前牙加载时的最大应力大于后牙加载时的最大应力。腓骨在X轴上从上缘到下缘的位移值不断减少,在Y轴上从前下方及后端至中份的位移值逐渐减少,在Z轴上从前端到后端的位移值逐渐减少。腓骨前端的最大位移值在Z轴方向,后端的最大位移值在Y轴方向上,前牙加载时的最大位移值均较后牙加载时的最大位移值大。说明下颌角后上方钛板最易折断,应对其进行加固处理;钛钉尖端和颈部应力比较大,应选择双皮质钛钉;腓骨端和下颌骨残端钛钉和钛板的应力比较大,应重视其稳定性和固位性;前牙咬合时的应力大于后牙咬合时的应力,修复后应避免前牙咬合。 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     

螺钉间夹角对桡骨远端不稳定骨折接骨板应力影响仿真研究

目的比较4种螺钉间夹角排布对治疗桡骨远端不稳定骨折的术后掌侧接骨板应力分布情况,并找出最优固定角度。方法选取1例健康男性志愿者,对其左手桡骨分别建立含骨折断面和骨痂的桡骨远端不稳定骨折的三维有限元模型。掌侧锁定钢板远端螺钉间夹角分别采用0°、5°、10°、15°。选择竖直提起重物情况作为生理载荷和约束条件,在竖直方向施加100 N的载荷,模拟手臂提起重物的情况,并计算分析出4种不同螺钉排布角度情况的应力分布。通过比较4种排布方式,选择出其中应力最小的排列方式。结果螺钉间夹角0°～15°时最大应力分别为580.06 MPa、493.13 MPa、594.38 MPa和604.20 MPa。在螺钉间夹角5°的情况下竖直提起重物,掌侧锁定钢板上的最大应力小于其他螺钉间夹角排列方式。结论增加远端头部螺钉夹角角度确实能降低接骨板的局部应力。采用螺钉间夹角5°的排列方式可以有效地防止掌侧锁定接骨板应力集中,提高掌侧锁定接骨板使用寿命。     

接骨板不同螺钉布局下骨愈合过程有限元分析

目的探究螺钉布局方式对骨愈合的影响,为相关的骨折治疗提供基础。方法采用有限元方法研究不同螺钉布局方式下骨愈合过程;采用骨折块应变理论(interfragmentary strain theory,IFS)模拟骨痂的生长变化过程;利用Python语言对ABAQUS进行二次开发,使得迭代过程中骨痂所划分的每个单元都根据IFS理论更新弹性模量,从而模拟骨折愈合过程。结果不同数量螺钉对骨愈合过程的影响小于不同接骨板工作长度对骨愈合过程的影响;稳定固定的前提下,接骨板工作长度一定时,螺钉数量变化对接骨板或螺钉的应力影响较小;接骨板工作长度不同,对接骨板及螺钉的应力影响较大,且工作长度变化对螺钉上应力变化的影响大于对接骨板的影响。结论相较于螺钉数量,对于接骨板工作的长度应着重考虑,应当遵循在保证内固定系统稳定的前提下,减少接骨板上的螺钉数量,并对接骨板工作长度的选择进行恰当的选择。     

髋臼前壁骨折模型的建立及不同内固定方式的生物力学稳定性比较

目的　建立髋臼前壁骨折模型,比较4种内固定方式的生物力学稳定性。 方法　选取20个防腐成人半骨盆标本,建立髋臼前壁骨折模型。将骨折模型随机分为4组,A组采用真骨盆上缘重建接骨板固定,B组采用真骨盆内缘重建接骨板固定,C组采用顺行拉力螺钉固定,D组采用逆行拉力螺钉固定。对各组标本进行轴向压缩实验,测量骨折断端水平位移,计算剪切刚度,比较4组不同内固定方式的稳定性。 结果　相同加载载荷下,骨折断端水平位移：A组>B组>C组>D组,内固定剪切刚度：D组>C组>B组>A组。载荷为400 N时各组水平位移及内固定剪切刚度差异均无统计学意义（P>0.05）,载荷为800 N至2000 N时,除C组与D组间水平位移及内固定剪切刚度差异无统计学意义外（P>0.05）,其余各组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。 结论　髋臼前壁骨折模型可用于髋臼前壁骨折的生物力学分析,采用拉力螺钉固定髋臼前壁骨折的稳定性高于重建接骨板固定方式,其中顺行拉力螺钉固定与逆行拉力螺钉固定的稳定性相似。     

6钉式桥接组合式内固定系统治疗胫骨干骨折的仿真研究

目的采用仿真手段,研究6钉式桥接组合式内固定系统(OBS)固定骨折时最合适的断端间钉距,为其治疗骨折时螺钉固定位置提供理论依据。方法选择1例35岁男性胫骨干斜形骨折患者64排螺旋CT机0.5 mm间隔的进行连续断层扫描图像,存为医学数字成像与通信(DICOM)文件。基于人体胫骨CT数据,建立5 mm、10 mm、15 mm共3种不同断端间钉距6钉式OBS固定胫骨干骨折的医学装配模型,运用有限元法,在500 N静压力载荷和约束条件,计算不同断端间的变形与应力分布。结果成功计算出3种不同断端间钉距时的变形量与模型应力状态。6钉式不同断端间钉距的断面间位移量分别为0.520 mm、0.758 mm、0.948 mm,不同断端间钉距的骨上最大应力分别为318.54 MPa、244.50 MPa、573.50 MPa。结论综合考虑下6钉式OBS断端间钉距取10 mm时力学性能最好。在使用其治疗骨折时,断端间钉距无论是过大还是过小都会影响治疗效果。     

胫骨平台后外侧柱骨折新型前外侧钢板设计与有限元分析

背景：胫骨平台后外侧柱骨折由于解剖位置的特殊性,手术入路及内固定的选择尚未达成共识。目的：通过有限元分析,比较新型钢板与临床3种常见内固定物固定胫骨平台后外侧柱骨折的生物力学稳定性,验证新型钢板的可行性。方法：收集1名志愿者胫腓骨CT数据,设计新型钢板,导入SolidWorks软件,建立胫骨平台后外侧柱骨折模型,同时建立4组内固定模型(新型钢板、L型锁定钢板、斜T型钢板、拉力螺钉),施加轴向载荷500,1 000,1 500 N,比较不同内固定模型骨折块最大位移及内固定物应力分布与峰值。结果与结论：不同内固定模型骨折块的位移、内固定物的应力峰值均随轴向力的增加近似等比增大,位移云图、应力云图呈现相似的分布特征。(1)在3种载荷下,斜T型钢板组骨折块位移最小,拉力螺钉组骨折块位移最大,新型钢板组骨折块位移较L型锁定钢板组小;新型钢板组、L型锁定钢板组、拉力螺钉组骨折块位移最大值均位于外侧缘近端,从近端至远端位移逐渐减小,斜T型钢板组骨折块位移最大值位于外侧缘中部,从外侧向内侧位移逐渐减小;(2)在3种载荷下,斜T型钢板组内固定物应力峰值最大,L型钢板组内固定物应力峰值最小,新型钢板组内固...     

不同复位条件下股骨颈骨折最优固定方式的有限元分析

背景：股骨颈骨折的传统固定方式为3枚空心螺钉倒三角固定，对于未达到解剖复位的股骨颈骨折的最优固定方式尚无定论。目的：基于有限元分析法比较空心钉固定不同复位条件下头下型股骨颈骨折的生物力学性能。方法：选取一名健康成年男性股骨近端CT数据重建三维模型，进行头下型骨折造模，将骨折模型分为解剖复位组、髋内翻组、髋外翻组，各骨折模型组均分出3个亚组，用标准组、螺钉压低组、螺钉抬高组进行转配，于髋臼顶向股骨头施加垂直向下1 400 N的应力，观察不同固定方式下股骨及内固定物的位移和应力分布，对比股骨和固定物的应力和位移最大值。结果与结论：(1)解剖复位时，标准组、螺钉压低组、螺钉抬高组固定物应力峰值分别为41.35,31.27,43.32 MPa，螺钉抬高组的股骨应力峰值最大(28.58 MPa)，股骨的位移峰值标准组最大；(2)髋内翻时，3个亚组的应力均相对分散且均匀；标准组的股骨应力峰值最小，但位移峰值最大，固定的稳定性可能不佳；螺钉压低组股骨的位移峰值最小；(3)在髋外翻时，螺钉压低组出现明显的螺钉应力集中，且位移峰值为3个亚组中最大，出现in-out-in现象；螺钉抬高组螺钉的应力峰值为3...