载荷速率对股骨颈骨折裂纹扩展影响的有限元分析

• 作者: 李木生 林梓凌 梁子毅 郑利钦 郑永泽 陈心敏
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 跌倒载荷速率 股骨颈骨折 裂纹扩展 断裂力学 有限元 跌倒 CT数据 股骨头下骨折
• 年，卷（期）: 2019,（20）
• 所属期刊栏目: 骨关节生物力学
• 页码范围: 3148-3152
• 页数: 5页
• 分类号: R459.9|R318.01
• 字数: 5408字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1180

摘要

背景:骨折发生发展是个动态过程,传统有限元方法不能很好地预测及展示骨折发生的确切起点、骨质断裂过程及该过程的应力、应变、裂纹扩展情况.目的:模拟不同跌倒载荷速率对股骨颈骨折裂纹扩展的影响.方法:将1名健康志愿者的股骨原始CT数据导入Mimics19.0软件,经区域增长、编辑笼罩、光滑、包裹等重建股骨近端三维有限元模型,并在Hypermesh14.0中进行松质骨、皮质骨网格划分、定义材料属性、设定边界条件、模拟股骨内旋、内收位跌倒状态、加载载荷-时间函数[F1=2 500t、F2=(10 000/3)t、F3=5 000t、F4=10 000q等前处理,将生成的K文件导入LS-DYNA求解器中运算.结果 与结论:①骨折起始裂纹均出现在股骨颈下后方,初始裂纹长度呈载荷速率依赖性;②皮质骨断裂时的最大应力均分布在股骨颈后外侧,随着载荷速率升高,应力分布从转子间逐渐向股骨颈缩小;③股骨颈的压缩应变主要集中在股骨颈下后方,在裂纹走行处出现最大应变值;④载荷速率越高皮质骨越早发生断裂,断裂历程越短,裂纹扩展速率越高,骨折线逐渐变粗糙并上移,形成头下型骨折,同时Pauwels角也随之增大;⑤结果说明,载荷速率会改变股骨颈骨折裂纹扩展行为,进而影响髋部骨折类型.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	林梓凌	广州中医药大学第一附属医院创伤骨科	66	230	8.0	12.0
5	郑利钦	广州中医药大学第一临床医学院	20	19	3.0	4.0
6	陈心敏	广州中医药大学第一临床医学院	17	28	4.0	5.0
7	梁子毅	广州中医药大学第一临床医学院	7	25	4.0	5.0
8	李木生	广州中医药大学第一临床医学院	8	14	2.0	3.0
9	郑永泽	广州中医药大学第一临床医学院	7	8	1.0	2.0