下颌骨髁突矢状骨折内固定及骨折愈合进程中的三维有限元分析

摘要

目的：基于CT图像利用反求工程方法建立Ⅱ型下颌骨髁突矢状骨折、不同坚固内固定技术及骨折愈合进程中的几何模型和有限元模型，以模拟计算不同内固定方式下微型钛板的应力分布，从而为下颌骨髁突矢状骨折坚固内固定提供理论依据和临床指导。
　　方法：运用反求工程软件、CAD软件和有限元软件建立下颌骨的三维有限元模型。在模型上进行咬合加载，分析Ⅱ型髁突矢状骨折不同内固定方式下，不同内固定物的应力分布。通过比较不同愈合时期骨折游离端的最大转角、最大位移，钛板所受的最大等效应力，以此评价不同内固定方式的生物力学效果。
　　结果：本实验建立了高几何相似性和力学相似性的下颌骨皮质骨和松质骨三维有限元模型，在此模型的基础上，建立了右侧髁突Ⅱ型矢状骨折不同内固定方式的有限元模型：（1）一枚四孔“一”字形微型钛板固定，共有30489个节点、173677个单元；（2）两枚四孔“一”字形微型钛板固定（二者平行），共有36711个节点、187199个单元；（3）一枚四孔“一”字形微型钛板，一枚四孔“L”形微型钛板同时固定，共有31427个节点、198676个单元；（4）两枚四孔“L”形微型钛板固定（成角固定），共有41407个节点、211113个单元。以及其不同愈合时期（术后当天、第四周、第八周、第十二周）的有限元模型。术后当天四种内固定方法（1个“一”字形、2个“一”字形、1个“一”字形+1个“L”形、2个“L”形）骨折游离端位移依次为0.879 mm、0.883 mm、0.887 mm、0.877 mm；骨折游离端最大转角依次为0.038°、0.020°、0.017°、0.018°；钛板上最大等效应力依次为：2297MPa、530.324MPa、897.06MPa、600.61MPa。术后第四周四种内固定方法骨折游离端位移依次为0.877mm、0.862mm、0.868mm、0.859mm；骨折游离端最大转角依次为0.039°、0.028°、0.032°、0.045°；钛板上最大等效应力依次为：556.081MPa、445.17MPa、532.523MPa、468.725MPa。术后第八周四种内固定方法骨折游离端位移依次为0.862 mm、0.862 mm、0.868 mm、0.859 mm；骨折游离端最大转角依次为0.028°、0.028°、0.028°、0.036°；钛板上最大等效应力依次为：317.091 MPa、443.71MPa、528.108MPa、465.505MPa。术后第十二周四种内固定方法骨折游离端位移依次为0.862 mm、0.862 mm、0.868 mm、0.859 mm；骨折游离端最大转角依次为0.025°、0.028°、0.028°、0.046°；钛板上最大等效应力依次为：239.631MPa、443.294MPa、527.404MPa、463.686MPa。
　　结论：从力学效果分布均匀角度看，采用两个“一”字形钛板固定髁突骨折可为下颌骨系统提供较稳定的应力分布，次之为一个“一”字形与一个“L”形钛板的组合；从骨折断端位移角度看，两个“L”形钛板提供稳定的固位，其次为两个“一”字形钛板。不论何种固定方式，在骨折断层明显有压应力存在，坚固内固定方法对于髁突矢状骨折有着明显的治疗作用。

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前言

材料与方法

1.研究对象

2.实验方法

3.正常TM J三维有限元模型的建立

4.右侧髁突II型矢状骨折四种不同坚固内固定方式的三维有限元模型建立

5.计算方法及计算内容

结果

1.本实验建立了正常下颌骨结构的三维有限元模型，共有 29725 个节点、153360 个单元，如图6所示。

2.本实验建立了右侧髁突II型矢状骨折与四种不同坚固内固定方式的三维有限元模型：

3.四种不同坚固内固定方式及不同愈合时期的三维有限元模型（以下颌骨 II型 SFM C为例）：

讨论

结论

参考文献

文献综述

1.保守治疗的研究

2.手术治疗的研究

3.手术治疗的方法

综述参考文献

致谢

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