轴向叩击应力对内固定和外固定治疗胫骨骨折影响的有限元分析

摘要

目的 评价钢板内固定与外固定架固定两种固定方式治疗胫骨横行骨折的最佳叩击理论参数.方法 对成年健康雌性山羊胫骨进行薄层CT扫描,所获图像分别通过Mimics软件、Abaqus软件建立胫骨横行骨折内固定和外固定三维有限元实验模型.固定胫骨近端,胫骨远端则施加轴向应力,频率分别为0.5 Hz、1 Hz、1.5 Hz、2 Hz、2.5 Hz、3 Hz,载荷分别为100 N、150 N、200 N、250 N、300 N,参数两两组合后采用迭代运算,模拟骨折愈合微观变化特征及骨折愈合情况,观察胫骨骨折愈合过程中愈合组织内应变、应力及位移,内固定和外固定所承受应力、变形,骨痂转化过程及愈合模式图.结果 成功获得山羊胫骨横行骨折内固定和外固定愈合组织转化过程中内应变、应力、位移、固定物所承受应力、变形云图及骨折愈合模式图.组合参数为200 N、1 Hz时,胫骨骨折在内固定和外固定方式下骨折愈合所需时间均最短.结论 200 N、1 Hz组合参数为山羊胫骨横行骨折内固定和外固定骨折愈合的最佳理论参数,为临床试验最佳应力刺激促进胫骨骨折愈合提供了理论依据.