论文部分内容阅读
目的比较股骨近端髓内钉(proximal femoral nail,PFN)治疗股骨粗隆间骨折,两枚头颈拉力螺钉相对于股骨颈不同置放位置的生物力学性能。方法取年龄范围在55-65岁之间的3对成人新鲜股骨,使用Philip Brilliance64排螺旋CT(Computed Tomography)扫描得CT数据后,造成AO分型A1.1型粗隆间骨折,并且用股骨近端髓内钉(PFN)分别固定骨折标本。分两组进行,实验应力分析:中下组将两枚头颈拉力螺钉分别置于股骨颈中下1/3处,中上组分别将两枚头颈拉力螺钉置于中上1/3处。将6片应变片分别对称贴于小粗隆骨折断面两侧,1片应变片贴于小粗隆远端。在垂直于骨折断面两侧较平缓的股骨表面分别贴白色胶布,并且用Mark笔在胶布上分别画直线。万能力学试验机以0.5mm/s为骨折模型加载,分别记录骨折断端应力分布、骨折断端张开角、载荷与位移关系。有限元计算:利用CT数据在Mimics中分别建立3对股骨的3D(ThreeDimension)模型,并分别造成AO分型A1.1型骨折。将Catia中建立的髓内钉(PFN)3D模型通过布尔运算分别置入到骨折模型中下1/3和中上1/3处,并且为股骨和股骨近端髓内钉(PFN)赋予材料属性。在Abaqus中模拟人体正常站立进行有限元计算。结果1.骨折断端应力分布实验结果:中下组小粗隆处应变量变化较中上组小;有限元计算结果:中下组小粗隆处所受压应力小于中上组,并且中下组PFN各钉所受最大应力平均值大于中上组。2.骨折断面张开角实验结果:加载过程及加载后,中下组骨折断面张开角均小于中上组;有限元计算结果:加载后中下组骨折断面张开角小于中上组。3.载荷与位移关系实验结果:加载过程及加载后,中下组股骨头顶端位移较中上组小;有限元计算结果:加载后中下组股骨上部合位移小于中上组。结论实验应力分析和有限元计算中,中下组的表现均好于中上组。说明两枚头颈拉力螺钉置入股骨颈中下1/3处时,生物力学性能更好,结构相对更稳定,受力更合理。在临床中,具有重要的参考价值。