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目的
应用有限元方法比较3枚空心螺钉与3枚空心螺钉加前内侧支撑钢板固定垂直不稳定型(Pauwels Ⅲ型)股骨颈骨折的力学稳定性。
方法选取1名男性志愿者,34岁,身高为173 cm,体重为75 kg。应用螺旋CT对髋关节至胫骨中段行薄层连续扫描,在股骨CT数据基础上,通过数字医学软件建立股骨三维模型。对股骨颈进行必要的切割,模拟Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折,分别行3枚空心螺钉倒"品"字形固定(单独空心钉组),3枚空心螺钉倒"品"字形+前内侧钢板固定(空心钉联合钢板组)。对两组模型施加同样的约束和3种载荷(缓步行走、扭转、单腿站立),比较两组模型在同种载荷作用下的应力及形变分布。
结果两组模型在各种载荷作用下的最大形变量都发生在股骨头,缓步行走时空心钉联合钢板组模型位移为1.97 mm,低于单独空心钉组模型的2.26 mm;扭转和单腿站立时两组模型形变近似。各种载荷作用下,模型的最大应力都发生在最下面一枚空心螺钉的中段、骨折线处。单独空心钉组模型缓步行走、扭转、单腿站立时的应力峰值分别为318.09、92.11、147.21 MPa,高于空心钉联合钢板组模型(229.86、86.94、124.48 MPa)。
结论空心螺钉加前内侧支撑钢板固定可有效分担空心螺钉上的应力,对骨折端的力学稳定性优于单独3枚空心螺钉固定,能有效预防股骨颈缩短,是青壮年不稳定型股骨颈骨折值得推荐的内固定方式。