股骨转子下骨折内固定的生物力学有限元比较研究

摘要

目的 借助于有限单元技术探讨髓内和髓外方式固定股骨转子下骨折的生物力学特性.方法 建立完整股骨的三维有限元模型以及PFP和加长型PFNA的CAD模型,按照标准骨科手术技术予以固定,于股骨头处加载应力,分析内固定的应力分布状态和骨折块的位移.结果 PFP钢板的应力主要集中在钢板的内侧和钢板螺钉交界处.其中最大应力为190.6MPa,集中在最远端的螺钉钢板交界处.钢板螺钉交界处的应力集中也非均等分布.其头端和远端的应力较为集中,中间三颗螺钉应力集中并不明显.加长型PFNA固定的应力分布主要集中在主钉的外侧中段和下端.应力集中的最大值为165Mpa.最大应力集中在头端螺钉与主钉交界处.PFP固定转子下骨折的骨折块位移,分别取第一、二、三块(由近端及远端)骨折块靠近骨折线的节点作为标记点,以标记骨折在应力加载后的位移度.第一骨折块位移2.38mm,第二骨折块位移为2.25mm,第三骨折块位移1.74mm.PFNA加长型固定转子下骨折的骨折块位移,分别取第一、二、三块(由近端及远端)骨折块靠近骨折线的节点作为标记点,以标记骨折在应力加载后的位移度.第一骨折块位移2.13mm,第二骨折块位移为2.35mm,第三骨折块位移1.75mm,两者的差异具有统计学意义.结论 从静力分析角度,加长型PFNA比PFP在固定股骨转子下粉碎性骨折方面,更有优势.