改良螺纹克氏针内固定治疗尺骨冠突骨折的三维有限元分析

摘要

背景:对于肘关节不稳定的尺骨冠突骨折患者,应该进行有效的手术固定,当冠突骨折块较大时可选择的内固定材料较多,如微型钢板、钢丝、螺钉、锚钉等,但当骨折块较小时,选择合适的内固定装置是目前面临的一个棘手问题。目的:利用有限元分析法探讨改良螺纹克氏针内固定治疗尺骨冠突骨折的稳定性。方法:采用128排薄层CT对1名健康男性志愿者肘部进行扫描,运用Mimics 21.0等软件建立尺骨冠突Regan-MorreyⅡ型骨折模型,运用Unigraphics NX 10.0软件建立普通克氏针(1.2 mm)及改良螺纹克氏针(1.2 mm)模型。将上述3种模型数据导入ANSYS Workbench软件并生成尺骨冠突Regan-MorreyⅡ型骨折普通克氏针内固定模型(普通针组)和尺骨冠突Regan-MorreyⅡ型骨折螺纹克氏针内固定模型(螺纹针组),两组模型均进行抗拔出、抗水平位移及抗旋转位移模拟实验,记录骨折块位移及应力变化,绘制变化曲线图并得出Mises应力云图。结果与结论:①抗拔出模拟实验:普通针组骨折块的最大位移为3.96 mm、最大应力为93.2 N,螺纹针组骨折块的最大位移为0.20 mm、最大应力为177.6 N,螺纹针组应力分布较普通针组略有集中;②抗水平位移模拟实验:普通针组骨折块的最大位移为0.55 mm、最大应力为199.2 N,螺纹针组骨折块的最大位移为0.05 mm、最大应力为573.7 N,螺纹针组应力分布较普通针组略有集中;③抗旋转位移模拟实验:普通针组骨折块的最大位移为3.75 mm、最大应力为332.2 N,螺纹针组骨折块的最大位移为0.25 mm、最大应力为225.6 N,螺纹针组应力分布较普通针组略有集中;④结果表明:应用改良螺纹克氏针内固定治疗尺骨冠突骨折块具有更好的稳定性。