DOI: 10.12307/2024.645
三种内固定装置应用于Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的有限元分析
齐远博1
李建涛2
刘道宏3
陶笙3
王道峰2
吴杰4
1.河北北方学院,河北省张家口市 0750002.解放军总医院骨科医学部,北京市 1008533.解放军总医院骨科医学部,北京市 100853;解放军总医院第八医学中心骨科,北京市 1000914.解放军总医院第八医学中心骨科,北京市 100091
摘要：背景:目前临床上对于Pauwels Ⅲ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Pauwels Ⅲ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Pauwels Ⅲ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Pauwels Ⅲ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钉接触的上表面区域,股骨颈动力交叉钉系统组的屈服应变最小,倒三角空心螺钉组最大;④内固定装置模型的主要应变场分布于股骨颈螺钉的上表面,股骨颈动力交叉钉系统组的屈服应变最小,倒三角空心螺钉组最大;⑤3种股骨颈骨折内固定模型中的股骨、近端骨块、远端骨块、内固定装置以及内固定与股骨整体的位移分布值均由近端到远端逐渐减小,其中股骨颈动力交叉钉系统固定组的位移峰值最大,动力髋螺钉组最小;⑥结果表明,在固定Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折时,股骨颈动力交叉钉系统的应力分布更为均匀、力学传导特性更好,其承受了较低的屈服应变、较高的应力和较高的位移;具有相对更良好的生物力学稳定性,能为骨折的愈合提供优越的力学环境.
关键词：骨折股骨颈骨折内固定生物力学有限元分析
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)R496(康复医学)
论文发表日期：2024-10-21
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：7( 4763-4769 )
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