不同空心螺钉内固定方式治疗LetenneurⅠ型Hoffa骨折的有限元分析

目的 运用有限元法比较两种不同空心螺钉内固定方式治疗LetenneurⅠ型Hoffa骨折的生物力学差异。方法 基于1名钟祥市人民医院创伤骨科住院患者的股骨CT资料,经过Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件处理后得到仿真右侧股骨三维模型,导入Solidworks 2017软件中与空心钉模型按照标准手术技术装配,通过切割命令模拟LetenneurⅠ型Hoffa骨折,将置钉方向为从前往后定义为A模型,从后往前定义为B模型,A、B模型的股骨、内固定在材料参数、施加载荷、接触摩擦、边界条件等均保持一致,提交运算后在查看股骨应力、内固定应力、骨折端位移和骨折端成角。结果 ①B模型应力（260.6 MPa）远小于A模型整体应力（522.4 MPa）,A模型整体出现较明显的应力集中,螺钉尾端均是A、B模型内固定的应力集中处;②A模型骨块位移（0.40 mm）大于B模型位移（0.32 mm）,A模型骨折端成角为3.9°,大于B模型的2.6°。结论 单纯空心拉力螺钉治疗LetenneurⅠ型Hoffa骨折,从后往前置钉会具有更好的生物力学效果,更有利于患者的术后康复。     

去势大鼠骨质疏松性骨小梁的压缩断裂仿真

文题释义： 原发性骨质疏松症：是一种以骨量降低、骨微结构破坏、骨脆性增加、骨折风险性增大为特征的全身性骨骼系统疾病,其多发于老年人,尤以绝经后妇女多见。 断裂：材料或构件力学性能的基本表征。根据断裂前发生的塑性变形的大小,可把材料的断裂分为脆性断裂和延性断裂两大类。随材料和条件的不同,循环载荷作用下的疲劳断裂、高温下的蠕变断裂以及环境作用下的应力腐蚀断裂,均可表现为脆性断裂和延性断裂。 背景：目前已有相关有限元模型仿真模拟了股骨骨折,并探讨了载荷速率、载荷角度及松质骨在髋部骨折中的影响,但骨小梁的断裂仿真仍缺乏相关研究。 目的：仿真模拟去势大鼠骨质疏松性骨小梁压缩断裂的生物力学过程。 方法：取去势大鼠右侧股骨于Micro-CT扫描股骨远端,获得大鼠股骨感兴趣区域骨微结构参数及三维模型,在Geomagic Studio几何优化后在Hypermesh 14.0前处理,包括体网格划分、设置材料属性参数、边界条件,设置载荷1 200 N,作用时间2 ms,在LS-DYNA软件中进行运算。 结果与结论：①感兴趣区域骨小梁显示空间分布不均;②骨小梁体积小、数量少的部位最先开始出现变形断裂,板状及较大体积的骨小梁最后发生断裂塌陷;③Von-mises应力变化趋势与骨小梁断裂塌陷趋势大致相同;④感兴趣区域骨小梁断裂塌陷过程包括了垂直塌陷和水平扭转,其中水平扭转程度及速率低于垂直塌陷,使得横断面扭转成角大小及成角速率小于冠状面成角;⑤破坏单元的剪切应力增幅及峰值较Von-mises应力小;⑥提示骨小梁断裂塌陷是个复杂的过程,包含了不同平面的变形、成角。 ORCID: 0000-0002-5792-3012(吴宇航) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折的有限元分析

背景：骨质疏松和骨折类型是影响股骨近端防旋髓内钉内固定后失效的两个重要原因。AO31-A3.3型股骨转子间骨折因其骨折累及内外侧壁,极大地增加了骨折不稳定性,加之老年人多为骨质疏松患者,故老年AO31-A3.3型股骨转子间骨折股骨近端防旋髓内钉内固定失败和术后并发症概率较高。 目的：探讨钉道强化和普通股骨近端防旋髓内钉治疗AO31-A3.3型股骨转子间骨折的生物力学差异。 方法：选取1例75岁女性AO31-A3.3型股骨转子间骨折志愿者的CT资料,导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化,得到右侧股骨三维模型。运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并与股骨模型按照标准手术技术装配,以STEP格式导入Hypermesh14.0软件中截骨得到AO31-3.3型普通股骨近端防旋髓内钉股骨转子间骨折模型,将螺旋刀片近端周围松质骨重新定义为骨水泥,得到钉道强化股骨近端防旋髓内钉模型。设置材料属性参数、边界条件、施加载荷,分别储存为K文件导入LS-DYNA软件求解。 结果与结论：①与普通股骨近端防旋髓内钉相比,骨水泥钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年AO31-A3.3型股骨转子间骨折的螺旋刀片切割程度更轻,股骨头颈骨块内翻和旋转角度、位移均更小,具有更好的生物力学效果;②完整的外侧壁可以有效支撑股骨头颈骨块,对抗头颈骨块的内翻和旋转倾向,并作为三点支撑的外侧作用点,有效防止头颈螺钉退出;③骨水泥强大的锚固力能稳定螺旋刀片,增强三点支撑的内侧作用点,并能传导、分散压力。 ORCID: 0000-0002-9519-4797(陈心敏) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

不同髓内固定方法治疗老年耻骨上支骨折的有限元分析

目的:通过有限元分析评价弹性髓内钉治疗耻骨上支骨折的生物力学稳定性,并与空心螺钉髓内固定的稳定性进行比较。方法:选取1位志愿者骨盆CT数据,运用逆向工程软件重建骨盆三维模型并截骨模拟耻骨上支骨折,分别与不同内植物进行装配得到空心钉模型、单弹性钉模型和双弹性钉模型,在ANSYS软件中进行网格划分、材料赋值、加载载荷等步骤后提交运算。结果:弹性钉模型骨盆整体移位较空心钉模型小,其中双弹性钉模型整体位移最小,但空心钉模型内植物位移最小,单弹性钉模型内植物位移最大;空心钉固定应力虽小但存在明显的应力集中,弹性钉应力大但无明显应力集中,尤其双弹性钉应力分布较为均匀且骨盆整体应力最小。结论:3种固定方式均能有效改善骨盆前环稳定性,空心钉固定、双弹性钉固定的总体生物力学性能无明显差距,均优于单弹性钉固定。弹性钉固定同时具有微创手术的优势及良好的生物力学稳定性,可作为治疗耻骨上支骨折较好的手术方法。     

骨质疏松影响股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折的有限元仿真

文题释义：骨质疏松：是骨量减少导致骨微结构破坏、进而易发生骨折的全身性疾病,它不仅是导致髋部骨折的重要原因之一,也是导致股骨近端防旋髓内钉内固定失效的重要原因之一。 股骨转子间骨折：在老年人中较为常见,现主要是手术治疗,股骨近端防旋髓内钉被广泛应用于临床。股骨转子间骨折内固定术后失效时有发生,其原因可能与骨质疏松、骨折类型、尖顶距值、复位质量等密切相关。 背景：股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折在临床应用广泛,但仍有部分术后内固定失效病例,股骨近端骨质疏松被认为是一个重要原因。Singh指数是评价股骨近端骨质疏松严重程度的一个重要指标,基于Singh指数探讨不同骨质疏松程度对股骨近端防旋髓内钉治疗转子间骨折疗效的影响,对减少内固定失效概率,增加手术成功率具有重要意义。 目的：探讨不同骨质疏松程度对股骨近端防旋髓内钉治疗转子间骨折疗效的影响,为临床治疗转子间骨折提供新思路和实验基础。 方法：选取1例左侧股骨转子间骨折患者的CT资料,导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化得到右侧股骨三维模型。运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并与股骨模型按照标准手术技术装配,以STEP格式导入Hypermesh 14.0软件中截骨得到AO 2.1型股骨转子间骨折模型,参照Singh指数1-6划分应力骨小梁得到A-F模型,设置材料属性参数、边界条件、施加载荷,分别储存为K文件导入LS-DYNA软件求解。 结果与结论：①当股骨头受力时,Singh 6-Singh 1股骨头颈骨块中螺旋刀片产生切割,普通骨小梁消失,包裹螺旋刀片的应力骨小梁不但没有消失,且承载和分散了部分应力,使得螺旋刀片仍具有较大的接触面积和把持力,维持着骨折的复位,减少了股骨头颈骨块的内翻和旋转;②从Singh 6-Singh 1,随着应力骨小梁的消失,骨质疏松越严重,股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折就越容易失效;③股骨近端海绵状的丰厚骨小梁,特别是应力骨小梁,通过抵抗、缓冲弯曲应变而在维持股骨的弹性稳定起着重要作用,是股骨近端弹性稳定的重要结构。 ORCID: 0000-0002-4097-2790(黄培镇) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

骨水泥增强股骨近端防旋髓内钉治疗高龄不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析 #br#

摘要：目的 探讨普通股骨近端防旋髓内钉和骨水泥增强股骨近端防旋髓内钉治疗高龄不稳定型股骨转子间 骨折的生物力学差异。方法 选取 1名志愿者 CT资料导入 Mimics 19.0和 Geomagic studio 2017软件中进行提取、优 化得到右侧股骨三维模型;运用 Solidworks 2017软件画出内固定模型并与股骨模型按照标准手术技术装配,以 step 格式导入 Hypermesh14.0软件中截骨得到 Evans Ⅴ型股骨转子间骨折模型,截取螺旋刀片近端周围部分松质骨重新 定义为骨水泥部件,分别存为 A模型（普通股骨近端防旋髓内钉）和 B模型（骨水泥增强股骨近端防旋髓内钉）,设置 材料参数、边界条件、施加载荷,分别储存为 K文件导入 LS-DYNA软件进行分析,观察螺旋刀片切割程度、股骨颈内 翻变化、股骨颈旋转程度、股骨近端应力分布和股骨近端位移。结果 骨水泥增强股骨近端防旋髓内钉模型的螺旋 刀片切割程度较轻,股骨头颈骨块内翻和旋转角度、骨折端应力和位移均较小。结论 骨水泥增强股骨近端防旋髓 内钉治疗高龄 Evans Ⅴ型股骨转子间骨折较普通股骨近端防旋髓内钉具有更好的生物力学效果。     

股骨近端防旋髓内钉不同进钉点治疗外侧壁破裂型 股骨转子间骨折的有限元分析

摘要：目的 运用有限元法探讨股骨近端防旋髓内钉（PFNA）不同进钉点治疗外侧壁破裂型股骨转子间骨折的 生物力学。方法 基于志愿者髋部 CT 资料,通过 Mimics、Geomagic 等软件提取和优化右侧股骨三维模型,导入 Solidworks软件中与PFNA模型装配不同进钉点并分割模拟不同外侧壁骨折线得到3个A模型（股骨外侧壁粉碎,内 侧支撑存在）和3个B模型（股骨外侧壁粉碎,内侧支撑缺失）,导入Abaqus软件中设置材料参数、边界条件等后运算, 查看模型的Von Mises云图。结果 A模型中外侧壁上部进钉形成应力集中,中部进钉移位较大,下部进钉应力分布 均匀且移位较小;B模型外侧壁上部进钉移位较大,中部进钉应力较大且应力集中,下部进钉应力分散且移位较小。 结论 PFNA在外侧壁下部进钉治疗外侧壁破裂型股骨转子间骨折的生物力学效果最佳。     

钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗高龄Seinsheimer Ⅴ型股骨转子下骨折的有限元分析

目的 探讨骨水泥钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗高龄Seinsheimer Ⅴ型股骨转子下骨折的可行性。方法 选取1名志愿者的CT资料导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化，得到右侧股骨三维模型；运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并与股骨模型按照标准手术技术装配，以STEP格式导入Hypermesh14.0软件中截骨得到Seinsheimer Ⅴ型普通股骨近端防旋髓内钉股骨转子下骨折模型，将螺旋刀片近端周围松质骨重新定义为骨水泥，得到钉道强化股骨近端防旋髓内钉模型。设置材料属性参数、边界条件、施加载荷，分别储存为K文件导入LS-DYNA软件求解。结果 ①与普通PFNA模型相比，钉道强化PFNA模型螺旋刀片基本无切割，头颈骨块的内翻和旋转角度较小，虽然局部应力稍大，但整体更趋稳定；②骨水泥强大的锚固力能稳定螺旋刀片，增强三点支撑的内侧作用点，并能传导、分散压力。结论 与普通股骨近端防旋髓内钉相比，钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗高龄Seinsheimer Ⅴ型股骨转子下骨折可以有效减少头颈骨块内翻的旋转，避免螺旋刀片切割，更趋稳定。