五种内固定方式固定髋臼后柱骨折生物力学特性的有限元分析

摘要

目的:应用有限元分析比较5种内固定方式固定髋臼后柱骨折的生物力学特性。方法:选取1例健康女性志愿者，年龄为50岁，身高160 cm，体重63 kg，体重指数为24.6 kg/m 2。将志愿者CT扫描数据以DICOM格式导入Mimics15.0软件生成骨盆三维模型，应用ANSYS 14.5软件建立骨盆三维有限元模型，并验证其有效性。然后生成髋臼后柱骨折模型，建立内髂坐钢板、常规后柱钢板、顺行空心拉力螺钉、经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉及经坐骨结节逆行空心拉力螺钉固定模型。对5种固定模型行应力加载，比较5种固定模型髋臼后柱骨折线的位移及应力集中部位。 结果:髋臼后柱骨折线上节点的平均位移：站立位时，常规后柱钢板固定模型（6.13 μm）<经坐骨结节逆行空心拉力螺钉固定模型（6.85 μm）<经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉固定模型（7.07 μm）<内髂坐钢板固定模型（7.08 μm）<顺行空心拉力螺钉固定模型（7.85 μm）；坐位时，常规后柱钢板固定模型（7.77 μm）<内髂坐钢板固定模型（9.65 μm）<顺行拉力螺钉固定模型（9.69 μm）<经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉固定模型（10.1 μm）<经坐骨结节逆行空心拉力螺钉固定模型（10.20 μm）。5种内固定模型的应力均主要集中于骨折断端。结论:内髂坐钢板及常规后柱钢板固定髋臼后柱骨折的稳定性较空心螺钉（顺行空心拉力螺钉、经坐骨结节逆行空心拉力螺钉、经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉）固定好。