利用有限元探究内固定治疗股骨颈 骨折的生物力学研究

• 作者: 刘志朋 杨宝成 殷涛 滕延斌 王颖 范峥睿 赵云龙 郭超韡 韩彪 马信龙
• 来源期刊: 中国中西医结合外科杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 股骨颈骨折 有限元分析 内固定 应力 位移
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 实验研究
• 页码范围: 56-61
• 页数: 6页
• 分类号: R683.42
• 字数: 4578字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-6948.2019.01.012

摘要

目的:利用有限元分析研究不同内固定治疗Pauwels III型股骨颈骨折的生物力学特点.方法:选取1名健康受试者的股骨CT数据进行三维重建,骨折造模,装配动力髋螺钉、锁定加压钢板、三枚空心钉、四枚空心钉和髓内钉,建立有限元模型,在股骨头顶端轴向加载1400 N应力.研究不同内固定的应力分布和位移分布、股骨的应力分布和位移分布,并比较内固定和股骨模型的应力峰值和位移峰值.结果:股骨和内固定应力较大区域均分布于股骨颈及股骨干部位,且在骨折线附近均出现应力增大的现象;内固定位移分布主要集中于股骨头内螺钉尖端位置,股骨位移集中于股骨头顶端,应力加载位置.四枚空心钉的应力最小,峰值为135.3 MPa;锁定加压钢板的应力最大,峰值为405.9 MPa,但锁定加压钢板的位移12.3 mm为最小峰值;三枚空心钉的位移18.8 mm为最大峰值;三枚空心钉固定时,股骨受力最小,应力峰值为36.8 MPa,但股骨位移最大,峰值为19.3 mm;锁定加压钢板固定时,股骨受力104.6 MPa为最大应力峰值而位移12.6 mm为最小位移峰值.结论:锁定加压钢板在固定股骨颈骨折时稳定性最高,但股骨和内固定承受更大的压力和剪切力;动力髋螺钉固定短期内促进骨折愈合较有优势,但长期固定时髓内钉固定更佳.