低弹性模量新型组合式锁定加压钢板固定股骨粉碎性骨折的三维有限元分析

• 作者: 付美清 余专一 刘达 史柏娜 周江军 易蕊 杨俊 程球新 赵敏 雷雪
• 来源期刊: 中华解剖与临床杂志
• 关键词: 股骨骨折 骨折固定术,内 弹性模量 有限元分析 生物力学
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 实验研究
• 页码范围: 245-250
• 页数: 6页
• 字数: 4572字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2016.03.014

摘要

目的：通过有限元分析的方法观察低弹性模量Ti2448的新型组合式锁定加压钢板( NALCP)固定股骨粉碎性骨折的应力分布情况。方法采用64排螺旋CT对1名健康成年男性股骨进行层厚为5 mm(拆薄图像层厚0.625 mm)扫描,获得股骨CT数据,通过Mimics 10.0、Geomagic studio 12.0等逆向工程软件获得股骨有限元模型,模拟股骨中段粉碎性骨折,分别采用Ti-6Al-4V(普通弹性模量,为110 GPa)及Ti2448(低弹性模量,为30 GPa)两种弹性模量方案钢板模拟手术固定,加以缓慢行走单腿股骨载荷及扭转载荷,分析两种弹性模量钢板及股骨的应力分布情况。结果两种载荷情况下,两种固定方案钢板应力分布变化趋势均匀,骨折断端周围为应力集中区域,最大应力集中点位置均位于滑槽钢板与主钢板锁定孔,两种方案主钢板应力变化不大。与Ti-6Al-4V钢板方案相比,Ti2448滑槽钢板最大应力在缓慢行走载荷和扭转载荷下分别减少了20.6%和15.2%,而骨折块轴向最大应力则分别增加了95.8%和95.7%。结论低弹性模量 NALCP既能够为股骨干32-C2.1型骨折提供坚强的力学稳定性,又能增加骨折断端力学刺激,并能有效固定骨碎块。