目的研究5種不同空間構(gòu)型空心螺釘對(duì)股骨頸骨折固定效果的影響。方法將股骨CT圖像通過逆向重建獲得PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ型股骨頸骨折幾何模型。基于有限元分析軟件ANSYS,獲取不同內(nèi)固定方式下內(nèi)固定物與股骨頸頭側(cè)、干側(cè)的應(yīng)力分布,以及模型的位移分布。結(jié)果對(duì)于PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ型股骨頸骨折,倒三角置釘、兩根平行釘、兩根平行釘固定方式下股骨頸頭側(cè)應(yīng)力峰值分別最大;倒三角置釘、倒三角置釘、兩根平行釘固定方式下股骨頸干側(cè)應(yīng)力峰值分別最大,交叉置釘固定方式下內(nèi)固定物應(yīng)力峰值最小,強(qiáng)斜置釘固定方式下位移峰值最小。結(jié)論交叉置釘?shù)墓潭ǚ绞铰葆斪冃螖嗔褞茁首钚?倒三角置釘固定方式可為骨折處提供良好的力學(xué)環(huán)境。對(duì)于PauwelsⅠ、Ⅲ型骨折,強(qiáng)斜置釘固定方式預(yù)防股骨頸短縮的能力最強(qiáng);而對(duì)于PauwelsⅡ型骨折而言,交叉置釘固定方式預(yù)防股骨頸短縮的能力最強(qiáng)。

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【部分圖文】：

圖1 3種Pauwels分型骨折模型

采用SyngoCTVA48A掃描健康男性志愿者的股骨近端，志愿者年齡63歲，身高170cm，體質(zhì)量69kg。掃描參數(shù):電壓120kV，電流172mA，層厚0.6mm，層間距0.33mm。獲得220張DICOM圖像，確認(rèn)志愿者股骨無骨折及畸形。運(yùn)用Mimics....

圖2 不同螺釘置入方式模型

利用SolidWorks2017軟件建立兩種空心拉力螺釘模型，長(zhǎng)度分別為95、90mm，外徑為5mm，內(nèi)徑為2.5mm，螺紋忽略不計(jì)。通過GeomagicDesignX導(dǎo)入股骨模型并建立其內(nèi)固定模型(見圖2)，具體固定方法如表1所示。1.2材料參數(shù)

圖3 PauwelsⅢ型骨折應(yīng)力云圖

國(guó)際內(nèi)固定研究學(xué)會(huì)(AO/ASIF)提出，股骨頸骨折的內(nèi)固定物設(shè)計(jì)原理應(yīng)保留軸向的壓應(yīng)力，從而有利于骨折的愈合[14]。骨重建的定量研究也表明，一定應(yīng)力能夠促進(jìn)骨組織生長(zhǎng)愈合。Frost[15]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ε=1～1.5、σ>20MPa時(shí)，骨組織發(fā)生生長(zhǎng);而當(dāng)ε>3、σ>6....

圖4 不同Pauwels分型骨折應(yīng)力峰值對(duì)比

本文計(jì)算分析表明，對(duì)于3種不同的Pauwels分型，股骨頭位移峰值均有類似的規(guī)律，故僅以PauwelsⅢ型為例進(jìn)行分析。由PauwelsⅢ型股骨頭在5種不同內(nèi)固定模式下的位移分布可知，位移最大的區(qū)域位于股骨頭頂端，且呈同心圓式向下遞減，股骨頸斷面的微動(dòng)量也遵循該規(guī)律，但在內(nèi)固定物....

本文編號(hào)：4048193