重建帶技術(shù)治療外側(cè)壁不穩(wěn)定性轉(zhuǎn)子間骨折的力學(xué)研究.pdf

1、本文主要從以下幾個部分展開論述。
　　一、重建帶技術(shù)治療外側(cè)壁不穩(wěn)定性轉(zhuǎn)子間骨折的三維有限元分析
　　目的：本研究提出了使用重建帶鋼板對損傷的外側(cè)壁進行重建，進一步提高不穩(wěn)定性轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)固定的術(shù)后穩(wěn)定性，擬通過應(yīng)用三維有限元分析的辦法對上述治療方式的生物力學(xué)性能進行研究。
　　方法：選取一名老年女性志愿者，通過螺旋CT掃描技術(shù)和軟件分別建立股骨、髓內(nèi)釘和重建帶鋼板的三維有限元模型。依次在軟件上建立股骨轉(zhuǎn)子間骨折模型和

2、伴有外側(cè)壁缺損的轉(zhuǎn)子間骨折模型。實驗A組為單純股骨轉(zhuǎn)子間骨折模型，采用股骨近端髓內(nèi)釘PFNA固定;實驗B組為轉(zhuǎn)子間骨折伴有外側(cè)壁損傷模型，采用股骨近端髓內(nèi)釘PFNA固定;實驗C組為轉(zhuǎn)子間骨折伴有外側(cè)壁損傷模型，采用股骨近端髓內(nèi)釘PFNA輔助重建帶鋼板重建外側(cè)壁固定。按照上述實驗分組，將骨折模型和內(nèi)固定模型按置入標(biāo)準(zhǔn)進行裝配后，采用ANSYS軟件分析在軸向壓縮和扭轉(zhuǎn)不同載荷情況下，測量骨折斷端位移及股骨、髓內(nèi)釘和重建帶鋼板的應(yīng)力分布情況。

3、
　　結(jié)果：(1)軸向載荷工況下，A組最大應(yīng)力集中在股骨頸近端基底部，B組和C組最大應(yīng)力都集中在骨折缺損的遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè);三個實驗組統(tǒng)一取骨折缺損的遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)處的進行應(yīng)力比較，B組＞C組＞A組;骨折斷端外側(cè)移位B組＞C組＞A組，骨折斷端內(nèi)側(cè)位移C組＞B組＞A組，但外側(cè)位移變化幅度較內(nèi)側(cè)大。(2)扭轉(zhuǎn)載荷工況下，A組應(yīng)力集中在股骨頸近端基底部，B組最大應(yīng)力集中在缺損處的遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)，C組最大應(yīng)力集中在重建帶鋼板的遠(yuǎn)端螺釘處;三個實驗組統(tǒng)一取骨折

4、缺損的遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)處的進行應(yīng)力比較，B組＞C組＞A組;骨折斷端外側(cè)移位B組＞C組＞A組，骨折斷端內(nèi)側(cè)位移C組＞B組＞A組，但外側(cè)位移變化幅度較內(nèi)側(cè)大。(3)所有工況下，三個實驗組骨折內(nèi)固定模型最大位移差異不顯著;實驗組中內(nèi)固定的應(yīng)力集中部位和大小相似，均無明顯差異。
　　結(jié)論：(1)轉(zhuǎn)子間骨折伴外側(cè)壁損傷后，骨折斷端位移增大，穩(wěn)定性顯著下降;(2)轉(zhuǎn)子間骨折伴有外側(cè)壁損傷模型在骨折缺損處的遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)存在應(yīng)力集中的情況;(3)通過重建帶鋼

5、板對外側(cè)壁重建之后，能有效減少骨折缺損處遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)應(yīng)力集中的情況，且能減少骨折斷端外側(cè)的位移，增強骨折斷端穩(wěn)定性的作用。
　　二、重建帶技術(shù)治療外側(cè)壁不穩(wěn)定性轉(zhuǎn)子間骨折的體外生物力學(xué)研究
　　目的：探討髓內(nèi)釘輔助重建帶治療股骨轉(zhuǎn)子間骨折合并外側(cè)壁損傷的生物力學(xué)性能。
　　方法：從9名成年人尸體上取股骨18根，X線排除骨病后隨機分為A、B、C共3組，3組均先制作為AO1.1的股骨轉(zhuǎn)子間骨折模型，B組和C組在此基礎(chǔ)上，制作成

6、伴有外側(cè)壁損傷的骨折模型。A組、B組均采用短髓內(nèi)釘固定;C采用短髓內(nèi)釘固定的基礎(chǔ)上，利用重建帶鋼板固定股骨外側(cè)壁。通過軸向靜力負(fù)荷加載、循環(huán)負(fù)荷加載和扭轉(zhuǎn)加載，分別測量3個實驗組骨折斷端之間的位移和內(nèi)固定與髓腔之間位移變化。
　　結(jié)果：軸向加載工況(1)分別施加了300N、500N和700N不同的靜力載荷以及300N～700N的循環(huán)載荷，隨著載荷的增大，三個實驗組內(nèi)外側(cè)斷端的位移均逐漸增大，這個和之前三維有限元部分結(jié)果相符;(2)

7、不同載荷下，比較骨折端內(nèi)外側(cè)位移變化，均為B組＞C組＞A組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。說明外側(cè)壁損傷后，骨折斷端穩(wěn)定性下降，受軸向載荷后內(nèi)外側(cè)位移變大，重建帶鋼板對外側(cè)壁進行重建后，能夠增強骨折斷端的穩(wěn)定，顯著減少骨折斷端的位移;(3)內(nèi)固定與髓腔之間的位移，在循環(huán)軸向加載時，髓內(nèi)釘和髓腔之間位移變化，各組相互比較均無明顯差異，可能提示外側(cè)壁損傷或者重建對于髓腔與內(nèi)固定之間微動對于本實驗LVDT的測量平面的測量沒有顯著地影響，差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義

8、。
　　扭轉(zhuǎn)載荷工況在旋轉(zhuǎn)靜力加載下，(1)分別施加了3N.m、5N.m和8N.m不同的旋轉(zhuǎn)載荷，隨著載荷的增大，三個實驗組內(nèi)外側(cè)斷端的位移逐漸增大，這個和之前三維有限元部分結(jié)果相符;(2)比較A組和B組可知，骨折斷端的內(nèi)側(cè)和外側(cè)位移B組均大于A組，說明外側(cè)壁損傷后，轉(zhuǎn)子間骨折斷端受扭轉(zhuǎn)力作用下，骨塊間微動增大，穩(wěn)定性顯著下降;比較B組和C組可知，骨折斷端的內(nèi)側(cè)和外側(cè)位移B組均大于C組，說明通過重建帶鋼板重建外側(cè)壁結(jié)構(gòu)，能夠增強骨

9、折斷端抗旋轉(zhuǎn)的能力，增強穩(wěn)定性。(3)循環(huán)扭轉(zhuǎn)加載方面大小為-8～8N.m，以1Hz的加載頻率循環(huán)加載500次后，骨折斷端位移B組＞C組＞A組，進一步驗證旋轉(zhuǎn)靜力工況的實驗結(jié)果，說明外側(cè)壁損傷后，轉(zhuǎn)子間骨折斷端微動顯著增大，失去外側(cè)壁后抗旋轉(zhuǎn)能力極差，穩(wěn)定性顯著下降，通過重建帶鋼板重建外側(cè)壁結(jié)構(gòu)，能夠提供一定的抗旋能力，減少旋轉(zhuǎn)載荷對于骨折斷端的扭轉(zhuǎn)作用，增強骨折斷端的穩(wěn)定性。
　　結(jié)論：進一步驗證三維有限元分析的結(jié)論，股骨轉(zhuǎn)子間