鎖定鋼板以不同偏轉(zhuǎn)角度固定股骨干粉碎骨折的有限元分析.pdf

1、目的：結(jié)合鎖定螺釘?shù)臉蚪咏庸前迨悄壳爸委煿晒歉煞鬯楣钦鄣某Ｒ妰?nèi)固定器材之一，在良好的骨折端復(fù)位的前提下盡量使用閉合復(fù)位內(nèi)固定技術(shù)已成為治療共識，然而在臨床實踐中，閉合復(fù)位后放置鋼板時，由于暴露不夠充分，會出現(xiàn)接骨板中線與股骨長軸成角度固定。本研究通過運用三維有限元分析技術(shù)，模擬粉碎骨折斜置鋼板固定，對其固定的力學(xué)效果進行對比及評價，以及探討斜置鋼板固定股骨粉碎骨折的風(fēng)險，從而為臨床治療提供理論依據(jù)。
　　方法：利用64排螺旋CT掃

2、描正常成年人股骨，獲取股骨DICOM數(shù)據(jù)，將DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入 Mimics醫(yī)學(xué)建模軟件進行三維重建，并建立股骨干粉碎骨折模型；運用Pro/E Wildfire5.0軟件，依據(jù)股骨解剖鎖定鋼板建立接骨板模型，將此模型STL文件導(dǎo)入Mimics，同時結(jié)合股骨粉碎骨折模型進行模擬內(nèi)固定手術(shù)，然后將鋼板分別置于不同偏轉(zhuǎn)角度，依據(jù)近端螺釘偏前及偏后分為接骨板前傾及后傾兩組，每組分別依據(jù)遠(yuǎn)近端螺釘距離皮質(zhì)的距離分為2mm、4mm、6mm、8mm、

3、10mm五個亞組，以及加上正常中置鋼板總共11組。分別通過3-matic及Mimics進行網(wǎng)格劃分和賦值，對各個內(nèi)固定模型施加模擬70kg成人雙足站立時的載荷及約束，觀察各個分組間的股骨及內(nèi)植物的等效應(yīng)力、位移的分布變化。
　　結(jié)果：對于各個亞組在相同的載荷及約束下，隨鋼板傾斜程度的增大，斜置組1、5、6號釘-骨界面的應(yīng)力峰值逐漸遞增：（1）在前傾2組及前傾4組中1、5、6號釘孔處骨皮質(zhì)均出現(xiàn)了應(yīng)力集中且大于股骨皮質(zhì)的強度。在前傾

4、6組中，5、6號釘孔皮質(zhì)出現(xiàn)了應(yīng)力集中，且大于股骨皮質(zhì)的強度；（2）在后傾2組、后傾4組、后傾6組中的1號、5號及6號釘孔處骨皮質(zhì)和后傾8組中的5號、6號釘孔處骨皮質(zhì)出現(xiàn)應(yīng)力集中且超過骨皮質(zhì)的強度；（3）在各個亞組中，鎖定鋼板及螺釘?shù)姆逯祽?yīng)力及應(yīng)變均位于3號螺釘?shù)尼?板交界處，且未超出鈦合金的強度；（4）在鋼板前傾組，隨鋼板傾斜程度的增大，骨折斷端軸向位移增大；（5）在鋼板后傾組，隨鋼板傾斜程度的增大，軸向位移減小，剪切位移增大。

5、>　　結(jié)論：股骨鎖定鋼板近端向前傾斜放置時，當(dāng)螺釘距離骨皮質(zhì)表面小于等于6mm時，在負(fù)重的過程中，最遠(yuǎn)端兩個螺釘會因螺釘附近骨質(zhì)破壞而失去把持力；當(dāng)螺釘距離骨皮質(zhì)距離小于4mm時，最遠(yuǎn)端的兩個螺釘及近端螺釘處的骨皮質(zhì)存在疲勞斷裂的可能，會導(dǎo)致遠(yuǎn)近端螺釘同時失效導(dǎo)致內(nèi)固定失?。还晒擎i定鋼板近端向后傾斜放置時，當(dāng)螺釘距離骨皮質(zhì)表面小于8mm時，在負(fù)重的過程中，最遠(yuǎn)端兩個螺釘會因螺釘附近骨質(zhì)破壞而失去把持力；當(dāng)螺釘距離骨皮質(zhì)小于6 mm時，最

6、遠(yuǎn)端的兩個螺釘及近端螺釘處的骨皮質(zhì)存在疲勞斷裂的可能，會導(dǎo)致遠(yuǎn)近端螺釘同時失效導(dǎo)致內(nèi)固定失敗；鋼板前傾放置后在負(fù)重后會導(dǎo)致骨折斷端軸向穩(wěn)定性下降，而鋼板后傾后負(fù)重會導(dǎo)致其骨折斷端剪切向穩(wěn)定性大大降低，同樣不利于骨折愈合。
　　以上結(jié)論提示我們在利用MIPO技術(shù)處理股骨干部位的粉碎骨折時，出于固定效果的考慮，應(yīng)當(dāng)盡量將鋼板與股骨干長軸平行放置，以獲得最佳的固定效果。當(dāng)術(shù)中放置鋼板后，鋼板近端向前傾斜時，則應(yīng)保證其遠(yuǎn)近端螺釘距離骨皮質(zhì)