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目的:股骨粗隆间骨折(intertrochanteric femoral fractures,IFF)随着老年人数的增加,发生率逐年增高,已成为社会重大问题。目前,手术治疗已成为治疗粗隆间骨折的主要方法。伴随生物力学、材料学发展,多种多样的内固定器械随之产生。在收到满意的治疗效果的同时,同样也产生了一定的不良后果,为解决手术所带来的多种并发症,内固定器械需不断更新换代。但是到目前为止,尚无一种内固定能够完全解决上述问题。针对此种现象,学者们把很多精力放在如何使用不同的内固定器械达到较好的治疗效果,往往通过动物实验、尸体力学来研究不同内固定器械的受力方式及优缺点,但是无法达到满意的效果,随着有限元分析方法(FiniteElement Analysis,FEA)应用于骨科研究以来,起到了重要的作用,有限元分析方法不但能够分析骨、骨-内固定、内固定的内部应力分布、应变状态并且能够定量分析;其还具有可重复和改变质量的特点,与普通力学实验方法相比获得的了客观实体实验所难以得到的研究结果,具有重要的临床意义。本实验在有限元建模软件建立有效地股骨模型,不稳定股骨粗隆间骨折模型及锁定动力髋(DHS)、Gamma钉、股骨近端解剖锁定钢板(LCP)三种内固定固定后的骨折模型的基础上,通过ANSYS三维有限元分析软件,对不同模型进行计算,分析骨-内固定模型、股骨近端骨质、内固定螺钉的应力及应力分布特征、位移变化;骨折面应力变化,断端间隙变化等,从而对不同固定方式固定效果进行对比评价,比较锁定动力(DHS)、Gamma钉、股骨近端解剖锁定钢板(LCP)螺钉系统固定方式的特点,从理论力学上进一步验证及研究以上内固定物固定不稳定粗隆间骨折的优缺点,为临床应用提供理论力学依据及指导意见。方法:首先使用Minics、Pro/Engineerr、Geomagic Studio软件把CT扫描的成人股骨数据建立完整成人股骨CAD模型、31-A2型粗隆间骨折CAD模型,依据DHS、Gamma、LCP的参数分别建立各自CAD模型,按照骨科手术操作要求予以装配固定,在前者基础上分别建立不稳定粗隆间骨折与DHS、Gamma、LCP装配后的CAD模型,并将其导入三维有限元分析软件ANSYS中,分别生成三种不同三维有限元分析模型,在设定边界条件、材料属性后,模拟70KG正常人缓慢行走单足着地时髋关节所承受的最大峰值数值进行加载,分析完整股骨、骨-内固定模型、股骨近端骨质、内固定螺钉的应力及应力分布特征及位移变化;骨折面应力变化,断端间隙变化特征等。结果:1、本实验各种CAD模型能够逼真、客观再现股骨近端、内固定物、不同内固定固定后的粗隆骨折,将其导入ANSYS后能够进行精密网格划分,生成三维有限元分析模型,进行分析研究。2、正常完整股骨加载后应力及位移云图结果显示髋关节作用力经股骨近端向远端传导,并形成压力带及张力带,应力特点及数值与前人研究的结果相符合,可进行力学分析。3、三种模型加载后的股骨近端和内固定物的应力值、应力分布和位移值与正常股骨相比较发生较大变化。4、C1、C2、C3模型骨折断面前内侧、后内侧、前外侧、后外侧骨质应力统计分析三者之间有显著性差异(P<0.05)。C1、C2、C3模型骨折断面前内侧、后内侧、前外侧、后外侧间隙统计分析三者之间有显著性差异(P<0.05). C1、C2、C3模型螺钉顶部与周围骨质压力统计学分析三者之间有显著性差异(P<0.05)。结论:1、在活体股骨CT数据基础上,使用Minics、Geomagic Studio、Pro/Engineerr软件能够成功建成完整股骨、31-A2不稳定粗隆间骨折、DHS、Gamma、LCP及DHS、Gamma、LCP分别固定31-A2骨折后的CAD模型,能够使用ANSYS网格划分、进行力学分析。该种建模方法准确,省时省力,个体化强,能够逼真、客观反应其几何结构和力学属性。此模型能够作为深入研究的原始模型。2、Gamma、DHS、LCP对于31-A2型粗隆间骨折的固定有其各自的优缺点。从整体固定后理论力学比较抗压方面Gamma优于DHS和LCP。抗旋转方面LCP优于Gamma和DHS, Gamma与DHS之间无明显差别。抗张力方面Gamma、LCP优于DHS,Gamma与LCP之间无明显差别。Gamma可造成股骨远端的应力集中现象;DHS、LCP可造成股骨近端应力遮挡效应,Gamma股骨近端应力遮挡效应很微小;Gamma和DHS可产生相对滑动,使骨折断端间隙减小,并产生断端滑动加压作用,改变骨折面应力分布,使应力分布更为均匀。LCP缺少相对滑动及断端加压作用,易产生应力集中。3、应用三维有限元分析方法能够进行粗隆间骨折的生物力学研究,所获得的结果具有一定的临床意义,因此它是一种实用的生物力学研究方法,可作为动物力学、尸体力学研究方法的有益补充。