有限元法分析不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折的力学稳定性

摘要

背景:切开复位内固定可用于不同类型骨盆骨折治疗中,有助于降低并发症发生率,但是其固定效果缺乏力学验证.目的:对不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折的力学稳定性进行有限元分析.方法:选择健康男性1名作为观察对象,采用64排螺旋CT常规扫描,层厚1mm,获得二维CT数据,以医学数字成像、通信格式进行存储.利用Mimics、Geomagic studio及Abaqus软件完成志愿者骨盆有限元模型,建立复杂骨盆骨折有限元模型,分别置入3种不同的内固定器械,完成不同内固定方法治疗骨盆骨折的模型,内固定完成后模拟向骶骨施加500N垂直负荷,计算相应的力学参数,比较不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折的力学稳定性.结果与结论:①志愿者CT数据下建模后,正常的骨盆三维有限元模型测量点a点位移为0.53mm,应力负荷正常生理,并且骶髂关节受力位移与既往有限元生物力学分析相似,课题建立的有限元模型成功;②在模型加载500N垂直负荷下,螺钉固定受最大应力为440.85Mpa,集中在复杂性骨盆骨折部位;重建接骨板最大受力为1332.56Mpa,位于钉板结合部位;外支架最大受力为1834.85Mpa,位于钉板结合部位;③在模型加载500N垂直负荷下,螺钉固定应变、整体位移、分离位移值均低于重建接骨板和外支架(P<0.05);重建接骨板应变、整体位移、分离位移值均低于外支架(P<0.05);④提示3种内固定物相比,采用螺钉内固定治疗复杂性骨盆骨折能获得更优的稳定性;利用有限元分析能反映不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折力学的稳定性,临床治疗时应根据每位患者的实际情况选择合适的内固定方法,开展个体化治疗.