新型股骨颈内固定系统治疗不稳定性股骨颈骨折的有限元分析
范智荣1
苏海涛2
周霖1
黄晖达1
周俊德1
江涛2
刘子桃2
1.广州中医药大学第二临床医学院,广东省广州市 5104052.广州中医药大学第二附属医院骨科,广东省广州市 510006
摘要：背景:股骨颈骨折的治疗策略包括空心螺钉固定、动力髋螺钉固定、髓内钉固定、锁定钢板固定和髋关节置换等,然而目前对于PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳治疗方法仍存在争议.目的:通过采用三维有限元方法分析新型股骨颈内固定系统(femoral Neck System,FNS)治疗不稳定性股骨颈骨折生物力学特征.方法:选择1名岁青年健康志愿者的股骨CT影像学资料,并将其导入到医学三维重建软件Mimics 21.0中,得到原始股骨三维模型;将模型输出为STL格式文件并导入到Geomagic Wrap 2017软件中进行优化,构建股骨皮质骨与松质骨结构;将优化后的模型导入至Solidworks 2017软件中,通过布尔运算重建PauwelsⅢ型股骨颈骨折三维模型,Pauwels角度分别设定为50°,60°和70°;使用Solidworks2017软件,按照临床上应用的内固定尺寸大小建模,建立3种内部固定模型(股骨颈内固定系统、正三角形空心螺钉、倒三角形空心螺钉);最后使用Abaqus 2017软件进行网格划分、施加载荷和数据计算,分析各模型股骨与内固定的应力分布、应力峰值和最大位移.结果 与结论:①无论是何种角度的骨折,3种内固定模型中的股骨近端应力主要分布在内侧股骨距附近,并向四周扩散,其中倒三角形空心螺钉组的应力最大,股骨颈内固定系统组最小;②无论是何种角度的骨折,3种内固定模型中的内固定装置应力主要分布在骨折线附近螺钉中间表面,其中倒三角形空心螺钉组的应力最小,股骨颈内固定系统组最大;③无论是何种角度的骨折,3种内固定模型中的股骨位移峰值主要集中在股骨头顶端,其中倒三角形空心螺钉组的位移峰值最大,股骨颈内固定系统组最小;④无论是何种角度的骨折,3种内固定模型中的内固定装置位移峰值主要在螺钉顶部,其中正三角形空心螺钉组位移峰值最大,股骨颈内固定系统组最小;⑤结果表明,股骨颈内固定系统治疗治疗不稳定性股骨颈骨折的生物力学稳定性中优于空心螺钉,内固定失效风险较空心螺钉低.
关键词：骨内固定骨折股骨颈股骨颈骨折内固定系统有限元分析生物力学
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)R683.4(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
资助基金：广东省自然科学基金(2018A030313694)
论文发表日期：2021-05-21
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 2321-2328 )
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