对不同构型空心拉力钉影响PauwelsⅢ型股骨颈骨折稳定性的有限元分析

摘要

目的 采用三维有限元方法对3种不同空心拉力螺钉构型治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的稳定性进行分析。方法 选择来自山东省泰安市第一人民医院骨科的1名25岁健康男性志愿者，行股骨近端CT薄层扫描，利用医学三维重建软件Mimics 19.0、Geomagic Wrap 2017软件、Solidworks 2017软件建立PauwelsⅢ型股骨颈骨折三维模型。构建三种不同排布方式的内固定空心螺钉固定模型：三枚空心螺钉倒三角平行植入(模型1),三枚空心螺钉倒三角头端外展植入(模型2)和三枚空心螺钉倒三角头端内聚植入(模型3)。在ANSYS 17.0有限元软件中进行不同模型应力大小的数据计算，分析各模型中股骨颈骨折断端及股骨近端应力分布情况、应力值大小和不同平面的位移情况，从而分析不同类型固定情况下骨折断端的稳定性。结果 模型2中股骨颈骨折远近端应力差值最大，模型1最小。模型3中股骨头可承受压力最小，模型1与模型2无明显差距。模型2中内固定物平均应力随压力增加其应力增加幅度最小。不同压力条件下模型2在不同轴线的位移较其他两种模型小。结论 3枚空心螺钉不同构型植入治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折时，外展植钉分布表现出来良好的支撑、抗内翻、抗旋转应力作用，但滑动加压作用较平行植钉时差，内聚植钉时骨折整体稳定性最差。因此，空心钉治疗股骨颈骨折时并非必须平行植入，但应避免螺钉内聚型植入。

关键词

股骨颈骨折 / 内固定器 / 有限元分析 / 生物力学现象 / 螺钉