距骨颈骨折双螺钉固定力学稳定性的三维有限元分析

• 作者: 匡明杰 卢斌 孙磊 王颖 范峥睿 马信龙 马剑雄
• 来源期刊: 中华创伤杂志
• 关键词: 距骨 骨折固定术,内 有限元分析 成像,三维
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 骨与关节损伤
• 页码范围: 543-548
• 页数: 6页
• 字数: 4901字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-8050.2019.06.010

摘要

目的 对距骨颈骨折后双螺钉内固定方法进行三维有限元分析,探究不同入路放置方式的双螺钉内固定方法的力学稳定性及骨折断面最佳的生物力学环境,为临床内固定物的选用提供可靠的力学论据.方法 将获取的健康成年男性踝关节CT数据导入Mimics软件进行踝关节模型的三维重建,通过Geomagic软件对模型进行拟合曲面等处理后,将模型导入Solidwork软件分别建立距骨颈骨折模型及设计相应的螺钉内固定物,分别以前向后平行双螺钉、前向后交叉双螺钉、后向前平行双螺钉及后向前交叉双螺钉四种内固定与距骨颈骨折模型进行装配,继而在前处理软件Hypermesh 13.0中对其进行网格划分,最后导入Abaqus 6.14进行分析计算,探究不同固定方式下拉力螺钉的Von Mises应力分布和骨折断端应力分布及位移.结果 在四组内固定骨折断端的位移云图及应力云图中,前向后平行和交叉双螺钉固定组骨折断端位移峰值分别为0.399 3 mm、0.418 6 mm,压力峰值分别为7.721 MPa、8.124 MPa.后向前平行和交叉双螺钉组固定骨折断端位移分别为0.418 3 mm、0.418 5 mm,骨折端压力峰值分别为4.848 MPa、5.692 MPa.在四种内固定的螺钉应力云图中,前向后平行和交叉双螺钉固定组的螺钉Von Mises应力峰值分别为45.11MPa、50.18 MPa,后向前平行和交叉双螺钉固定组的螺钉Von Mises应力峰值分别为30.65 MPa、37.68 MPa.结论 后向前平行双螺钉固定时骨折断面接触应力最小,螺钉受力最分散,峰值最小.在使用螺钉内固定时,后向前置钉方式优于前向后置钉方式,平行双螺钉固定所受应力优于交叉双螺钉固定.