中央柄设计对髋关节表面置换术后股骨颈骨折风险影响的有限元分析

摘要

目的观察表面置换股骨假体中央柄不同设计对置换术后股骨颈骨折风险的影响。方法CT扫描1名63岁健康男性股骨近端,构建股骨近端有限元模型,以直径50 mm的Birmingham hip resurfacing（简称BHR）假体为模板,建立传统假体、短中央柄假体、无中央柄假体的模型,分别于中立位、外翻10°、内翻10°放置假体并骨水泥固定,模拟下肢单腿站立模式进行力学加载,加载强度0~6 kN,测量股骨颈骨折时的关节受力及初始骨折部位。结果传统假体在内翻位放置时,与正常股骨颈比较,术后股骨颈力学强度下降20%,中立位时下降10%;无柄及短柄假体,术后股骨颈力学强度较正常股骨颈下降分别小于5%和3%。初始骨折部位,传统假体内外翻时与正常股骨颈有明显区别,其更接近与中央柄所形成的骨道,而短柄型及无柄型假体则无明显变化。结论传统假体中央柄设计会降低髋关节表面置换术后股骨颈的强度,同时初始骨折部位亦有所变化。而短柄及无柄假体,对内外翻放置（小于10°）时与正常股骨颈比较,力学强度和初始骨折部位接近,理论上可以降低术后股骨颈骨折的发生风险。