目的 采用三维有限元方法分析股骨颈动力交叉钉系统(FNS)与空心拉力螺钉对Pau-welsⅢ型股骨颈骨折治疗稳定型的影响.方法 选择1名25岁健康男性志愿者,既往身体健康,X线检查未见髋关节发育异常,行髋关节CT薄层扫描,收集其股骨中上段影像学数据,并将其导入到医学三维重建软件Mimics 19.0中,得到原始股骨三维模型;并在Geomagic Wrap 2017软件中进行逆向优化,同时构建股骨皮质骨与松质骨结构;后导入至Solidworks 2017软件中建立PauwelsⅢ型股骨颈骨折三维模型;同时使用Solidworks2017软件,按照临床中内固定尺寸建立FNS模型及空心拉力螺钉模型,同时建立其与PauwelsⅢ型股骨颈骨折的组合模型,从而建立股骨颈骨折4种治疗模型(模型1:FNS主钉临床标准点位植入模型;模型2:FNS主钉偏斜于标准点植入模型;模型3:3枚倒三角平行空心拉力螺钉植入模型;模型4:2枚平行空心拉力螺钉植入模型);最后在ANSYS17.0软件中进行网格划分、施加载荷和数据计算,分析各模型股骨与内固定的应力分布、应力峰值、最大位移及下肢外旋应力下位移情况,每个三维有限元模型在相应区域范围内均匀采点20个,记录每个位点的相应数值.结果 (1)4种内固定模型在不同压力下股骨颈骨折远近端应力值模型1最大,但骨折端应力差值最小,其次为模型3;(2)4种内固定模型在不同压力下股骨近端应力模型1最小;(3)4种内固定模型中的模型1与模型2内固定应力明显较其余两种高;(4)4种内固定模型中不同压力股骨颈轴线(X轴)位移及水平(Z轴)位移随压力增加位移大,模型1最小,其次为模型3;(5)4种内固定模型中的股骨颈矢状位(Y轴)位移模型3最小,其次为模型1;(6)4种模型在下肢外旋应力下,股骨颈矢状位(Y轴)位移模型1与3较其余两种小.结论 FNS标准植入治疗股骨颈骨折表现出优秀的支撑、抗内翻、抗旋转及抗外旋应力作用,3枚倒三角平行空心拉力螺钉同样表现出优秀的支撑、抗内翻、抗旋转及抗外旋应力作用,其支撑及抗内翻应力作用较股骨颈动力交叉钉系统略差.同时发现,不合理的股骨颈动力交叉钉植入位置,对其治疗股骨颈骨折稳定性影响较大,能明显降低其抗旋转及抗外旋能力.

股骨颈动力交叉钉系统;空心拉力螺钉;股骨颈骨折;内固定系统;生物力学

陈纪宝;鞠玉亮;管士伟;杨家凤;周峰;张晋;刘炜;盈梅

271000,泰安市第一人民医院骨科;271000 泰安市,山东第一医科大学第二附属医院消化科

中华老年骨科与康复电子杂志

[1]陈纪宝;鞠玉亮;管士伟;杨家凤;周峰;张晋;刘炜;盈梅-.股骨颈动力交叉钉与空心拉力钉对PauwelsⅢ型股骨颈骨折治疗稳定性的有限元分析)[J].中华老年骨科与康复电子杂志,2022(02):65-73

Pau,wels,Solidworks2017,ANSYS17

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