齿突下软骨基质融合部对枢椎骨折类型影响的有限元分析

目的 建立并验证精细枢椎三维有限元模型,应用该模型探讨在前、后不同载荷条件下枢椎齿突下软骨基质融合部骨质不同发育程度对枢椎骨折类型的影响.方法 基于正常成人颈椎CT图像建立枢椎精细三维有限元模型.模拟体外生物力学实验验证模型.模型经验证后对齿突施加不同角度载荷,通过降低枢椎软骨基质融合部位松质骨的弹性模量以模拟该部位松质骨发育不同程度,分析枢椎在2种不同约束条件下的应力、应变分布情况,并探讨可能发生的相应骨折类型.结果 模型验证结果与体外生物力学实验结果基本一致.边界约束模式1下齿突前部垂直和水平方向不同角度加载模型预测结果与屈曲位水平角度载荷下预测应力分布图显示,应力集中区域随加载角度变化而发生转变,骨折类型可由Ⅲ型转变为Ⅱ型齿突骨折.边界约束模式2下受不同水平载荷角度加载后,模型预测骨折类型可由对称性Hangman骨折向不对称性Hangman骨折的转变.垂直方向上不同角度载荷下,预测骨折类型可由对称性Hangman骨折向Ⅱ型齿突骨折转变.齿突下软骨基质融合部位松质骨的发育程度不改变枢椎在垂直、水平、屈曲位不同角度受力下的应力集中带分布情况,皮质骨承受主要应力.结论 枢椎骨折的发生类型除了与所遭受暴力的方向、大小有关外,同时还与受伤瞬间寰枢椎相对应的位置情况和枢椎齿突的解剖差异有关.体外对枢椎骨折的生物力学研究实验中,除了加载暴力的方向外,尸体标本的固定与加载方式直接影响枢椎骨折类型的复制.齿突下软骨基质融合部对枢椎骨折类型无明显影响.     

不对称性Hangman骨折发生机制的有限元模型研究

目的 建立精细枢椎三维有限元模型,探讨不同约束条件下枢椎损伤机制和骨折类型. 方法 采集一名正常成年男性颈椎薄层CT数据集,在微机上基于CT数据利用Mimics10.01软件重建枢椎皮质骨和松质骨三维模型,再导入Ansys5.7有限元分析软件对模型赋予材料物理属性,模拟枢椎伤前不同位置下的受力条件.在齿突寰齿关节面上施加前后方向载荷,分析枢椎在三种不同约束条件下的应力、应变分布,及相对应条件下枢椎可能发生骨折的类型. 结果 当枢椎遭受前后方向剪切暴力:①双侧椎小关节约束模拟伤前枢椎于中立位,应力集中区对称位于枢椎关节突间部;②单侧椎小关节约束模拟伤前枢椎侧屈状态,最大应力集中位于约束侧关节突间部,高应力集中带经过椎体后角延伸进入椎体,对侧椎板与下关节突交界移行部位也出现应力集中;③椎体下方以及双侧小关节面约束模拟以往生物力学实验枢椎下方完全固定状态,高应力集中带位于齿状突与枢椎结合部位. 结论 伤前颈椎侧屈状态可能是导致不对称性Hangman骨折的一个非常重要因素;枢椎骨折的生物力学研究实验中,除加载暴力的方向外,标本不同约束固定方式直接影响枢椎骨折类型的复制.     

寰枢椎复合体三维有限元模型的建立与寰枢椎复合骨折机制的有限元分析

[目的]建立并验证寰枢椎复合体三维有限元模型,并应用该模型探讨在过屈+压缩和过伸+压缩载荷下寰枢椎复合骨折的损伤机制和骨折类型.[方法]对正常青年男性志愿者,采用64排螺旋CT机扫描颈部,层厚0.625 mm,以Dicom格式保存数据,将数据通过Simpleware 3.0进行分割降噪滤波处理,转化为STL三角网格模型,再利用Geomagic 8.0进行曲面模拟生成NURB曲面模型,经Hypermesh 10.0进行接触定义、网格划分、材料赋值、边界约束等,得到包括皮质骨、松质骨、椎间盘、主要韧带在内的寰枢椎复合体三维有限元实体模型.在相同的加载条件下测量模型屈、伸、侧屈、旋转等工况下的活动度(ROM),并与文献进行对比验证.模型验证后,通过在过伸位及过屈位上加载垂直向下的10 m/s的速度,并添加头部自身50 N的重量,模拟临床常见的过伸+压缩和过屈+压缩受伤暴力,将寰枢椎作为整体分析在此加载条件下寰枢椎不同部位应力分布并探讨相应的复合骨折类型.[结果](1)建立的寰枢椎复合体模型外观逼真,几何相似性好,解剖结构完整详细.与Panjabi实验结果进行比较验证,结果基本吻合;(2)过伸位加载垂直向下力时,Von Mises应力云图提示:C1前弓、后弓应力最大并产生断裂;C2齿状突、寰枢外侧关节应力最大,产生类似压缩性骨折表现.过屈加载竖直向下的力时,Von Mises应力云图提示:C1前弓、后弓应力最大并产生断裂;C2齿状突应力最大,产生类似Ⅱ型齿状突骨折表现.[结论]建立的寰枢椎复合体三维有限元模型可以很好的模拟寰枢椎复合体的生物力学特性.仿真结果提示:寰枢椎复合骨折的生物力学机制可能与过伸+压缩和过屈+压缩两种载荷相关.     

镁合金中空螺钉固定治疗ⅡA型齿状突骨折的三维有限元分析

目的:建立正常枢椎及中空螺钉固定ⅡA型齿状突骨折的三维有限元模型,分析镁合金螺钉固定ⅡA型齿状突骨折的稳定性.方法:通过CT扫描l例正常成年男性志愿者颈椎获取枢椎的空间结构信息,导入三维重建软件Mimics 10.01、Solidworks 2010,建立正常枢椎及中空螺钉固定ⅡA型齿状突骨折的三维有限元模型.在有限元软件Ansys 13.0中分析正常枢椎模型、ⅡA型齿状突骨折中空螺钉(镁合金螺钉、钛合金螺钉)固定模型,分别模拟颈椎后伸、前屈时受到水平载荷50N、100N、150N、200N的作用力及颈椎旋转时分别受到50N· mm、100N· mm、150N· mm、300N· mm扭矩时,测量齿状突的最大位移与最大应力、枢椎椎体的最大应力及螺钉的最大应力.钛合金螺钉弹性模量为108000MPa,屈服强度为930MPa;镁合金螺钉弹性模量为45000MPa,屈服强度为193MPa.结果:所建正常枢椎及ⅡA型齿状突骨折中空螺钉固定有限元模型外形逼真,几何相似性好.颈部前屈、后伸、旋转三种活动状态下,受到不同载荷时镁合金螺钉的最大应力均小于钛合金螺钉,两种螺钉的最大应力均小于其屈服强度;两种材料中空螺钉固定的ⅡA型齿状突骨折模型中齿状突、枢椎椎体的最大应力均小于皮质骨应力阀值(200MPa),齿状突的最大位移是正常枢椎齿状突最大位移的5～8倍,均小于1 mm(有限元模型中网格大小为1mm).结论:应用CT扫描获取枢椎空间结构信息建立的枢椎三维有限元模型可用于生物力学实验,镁合金中空螺钉在固定ⅡA型齿状突骨折时足以维持其稳定性.     

维氏显微压痕技术测量人体枢椎硬度

目的 :探讨成人新鲜尸体枢椎的显微压痕骨硬度的分布特征及生理意义。方法 :取3具新鲜尸体标本(62岁男性,45岁女性,58岁男性)的枢椎,通过X线和定量CT检查除外影响骨量的疾病,将其分为齿状突椎体区和附件区2个测量部位,每个区域使用高精慢速锯精确切取1片厚约3mm的标本,3块枢椎共计6片。齿状突椎体区选取上侧、下侧、前侧和后侧四个部位的皮质骨区域以及中部松质骨区;附件区选取椎弓根、横突、椎板和侧块皮质骨区域以及中部侧块松质区。每块枢椎选取10个区域,合计30个区域。标本固定于纯平玻片上,应用维氏显微硬度测量仪测量标本表面硬度,每个区域随机选取5个有效硬度值,合计获得150个有效压痕硬度值。记录并分析枢椎的显微硬度分布规律。结果:枢椎整体硬度变化范围为17.70～40.60HV,其中皮质骨硬度范围17.70～40.60HV,平均硬度30.10±4.96HV;松质骨硬度范围20.40～37.40HV,平均硬度29.06±4.42HV;齿状突椎体区皮质骨平均硬度30.25±5.06HV,松质骨平均硬度28.78±4.17HV;附件区皮质骨平均硬度29.95±4.90HV,松质骨平均硬度29.33±4.79HV;同一部位的皮质骨硬度值均高于该部位的松质骨硬度值。附件区硬度值最高为椎弓根皮质(32.92±4.06HV),组间比较差异具有统计学意义(F=3.5832,P=0.014)。齿状突椎体区硬度值最高为后侧皮质(33.23±4.80HV),组间比较差异具体统计学意义(F=3.363,P=0.025)。结论:齿状突椎体区的后侧皮质硬度值与附件区椎弓根皮质硬度值均较高,可能与枢椎后侧皮质区域和椎弓根区域较其他部位承受着更大的应力有关。     

枢椎齿突骨折的研究进展

枢椎齿突骨折约占全部颈椎损伤的5％～15％,近20年来,由于交通和建筑事故增多,齿突骨折呈上升的趋势。因枢椎齿突有其独特的形态结构和重要的生物力学功能,最常见的齿突基底部骨折的不愈合率平均达33％,若处理不及时或不正确造成寰椎脱位,颈脊髓受压,导致瘫痪,甚至危及患者的生命。因此齿突骨折已引起高度的重视。在治     

寰椎后弓椎板钩联合枢椎椎弓根螺钉固定治疗Ⅱ型齿突骨折

目的评估寰椎后弓椎板钩联合枢椎椎弓根螺钉固定植骨融合治疗Ⅱ型齿突骨折的疗效。方法2004年3月-2007年3月对13例Ⅱ型齿突骨折患者以寰椎后弓椎板钩联合枢椎椎弓根螺钉固定自体髂骨植骨融合术进行治疗,其中6例伴脊髓受损症状。结果术中未发生椎动脉和脊髓损伤;平均随访时间为18个月（6—32个月）;未发生内固定物松动、断裂。所有患者寰枢椎均融合。6例脊髓受损患者术前JOA评分为10．1分（9．2～11．8分）,术后2周JOA评分为15．6分（15．2～16．8分）。结论寰椎后弓椎板钩联合枢椎椎弓根螺钉固定植骨融合术治疗Ⅱ型齿突骨折是一种安全有效的方法。     

后路钛缆固定治疗小儿齿突骨折伴寰枢椎脱位的疗效观察

目的评估后路钛缆固定治疗小儿齿突骨折伴寰枢椎脱位的手术疗效,讨论小儿齿突骨折的诊断及治疗。方法对8例齿突骨折伴寰枢椎脱位的患儿行后路髂骨植骨钛缆固定术,术后头颈胸石膏外固定,回顾性分析其疗效。结果平均随访24个月,8例患儿植骨全部融合,3例遗留颈部僵硬感,无鹅颈等发育性畸形出现。结论颈后路钛缆固定操作简便安全,植骨融合率高,并发症少,可为小儿齿突骨折伴寰枢椎脱位非手术治疗无效时的首选治疗方法。     

颈椎后路寰枢椎椎弓根螺钉固定治疗齿突骨折合并寰枢关节脱位

目的 探讨颈椎后路寰枢椎椎弓根螺钉固定技术在治疗齿突骨折合并寰枢关节脱位中的临床疗效.方法 2006年12月～2009年3月,对9例齿突骨折合并寰枢关节脱位患者采用颈椎后路寰枢椎椎弓根螺钉固定技术治疗.其中男7例,女2例;年龄为19～56岁,平均39岁;新鲜齿突骨折并寰枢椎脱位7例,陈旧性骨折脱位2例.齿突骨折按照A...     

不同螺纹C2椎弓根拉力螺钉系统固定治疗枢椎环骨折的有限元分析

目的：比较半螺纹、双螺纹、全螺纹C2椎弓根拉力螺钉系统固定治疗枢椎环骨折的生物力学特性，为临床选择椎弓根螺钉提供参考。方法：获取1名28岁健康成年男性志愿者的C0～C3节段薄层CT扫描数据，建立正常颈椎C0～C3节段三维六面体网格有限元原始模型。参照既往枢椎环骨折C2椎弓根骨折分型，通过弱化网格单元强度的方法在原始模型上建立A、B、C三种枢椎环骨折模型：A型骨折模型，双侧椎弓根对称性骨折；B型骨折模型，单侧上关节突及椎体后壁骨折，伴对侧椎弓根骨折；C型骨折模型，双侧上关节突骨折，伴椎体后壁骨折。分别用单螺纹、双螺纹及全螺纹椎弓根拉力螺钉系统模拟固定C2-3节段，在模型枕骨髁部施加50N垂直向下压力模拟头颅重力，同时施加1.5N·m力矩使模型加载前屈、后伸、侧屈及旋转四种生理载荷，比较各固定模型在各工况下节点路径上的位移及应力分布情况。结果：固定A型骨折模型后，单螺纹螺钉在各工况下节点路径上的最大位移均小于双螺纹螺钉和全螺纹螺钉；固定B型骨折模型后，单螺纹及双螺纹螺钉各工况下节点路径上的最大位移小于全螺纹螺钉，单螺纹螺钉在前屈、后伸工况下节点路径上的最大位移小于双螺纹螺钉，在侧屈及旋转工...     

骨水泥不同弥散方式对椎体成形术后生物力学影响的有限元分析

目的:探讨术中骨水泥不同弥散方式在治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中的生物力学影响.方法:选取老年骨质疏松性压缩骨折志愿者1例,男性,68岁,身高172 cm,体重60 kg.既往身体健康,行X线片及胸腰部CT检查,诊断为L1椎体压缩性骨折.从T10-L5之间使用CT扫描,采用Mimics软件提取CT数据,使用Geomagi...     

头颈椎位置对不同类型寰椎横韧带损伤影响的有限元分析

目的采用有限元方法分析受到垂直向下暴力时不同头颈椎位置对不同类型寰椎横韧带损伤的影响。方法在前期建立已经过验证有效的上颈椎有限元模型上,预设不同的头颈椎位置(中立位、屈曲位、伸展位、侧屈位及旋转位),设定加速度为80 m/s~2来模拟垂直向下暴力。计算出DickmanⅠ、Ⅱ型寰椎横韧带损伤区域的Von Mises应力值,同时将不同的应力值以不同的颜色显示,并且连接起来构成可显示各个工况下寰椎横韧带和寰椎侧块的应力云图。结果旋转位DickmanⅠ型寰椎横韧带损伤区域的Von Mises应力值最大(5.55 MPa),中立位DickmanⅠ型寰椎横韧带损伤区域的Von Mises应力值最小(1.07 MPa)。在所有工况中,横韧带实质部的左右端点和中部的应力值差别不大。侧屈位DickmanⅡ型寰椎横韧带损伤区域的Von Mises应力值最大(11.21 MPa),左侧寰椎横韧带附着点和寰椎侧块体部的Von Miss应力值均明显高于右侧。结论受到垂直向下的暴力时,头颈椎处于旋转位时容易出现DickmanⅠ型寰椎横韧带损伤,当头颈椎处于侧屈时容易出现DickmanⅡ型寰椎横韧带损伤。     

骨盆定制假体的设计及有限元分析

目的:介绍骨盆定制假体的设计,利用有限元分析方法评价骨盆肿瘤定制假体在3种不同工况下的生物力学性能。方法:利用CAD软件设计1例骨盆肿瘤患者重建所需的钛合金材质假体,用有限元法分析检查和评估该定制假体在静态和缓慢步态工况下的强度和刚度值。结果:有限元分析结果表明,3种工况下骨盆的最大Von Mises应力分别为39.0、202.8、42.4 MPa;最大位移分别为0.199、0.766、0.847 mm。假体中的最大Von Mises应力分别为62.3、318、468 MPa。骨盆和假体中的最大Von Mises应力都远低于相应材料的屈服强度。结论:该研究可以根据患者情况对定制假体的形状和尺寸做精确设计,通过有限元法强度计算可以降低骨骼应力水平和骨折风险,延长假体的使用寿命,保证了患者术后正常步态下的安全性和稳定性。     

电阻片应变法在测量三翼臼固定后骨盆应力变化中的应用

目的应用电阻片应变法测量骨盆髋臼骨缺损模型三翼臼固定后髋臼上方的应力值。方法成年男性尸体骨盆标本4只，无髋关节骨质缺损或畸形。于臼顶处造成节段性骨缺损，缺损面积约为髋臼面积的20％。根据三翼臼扩展角度不同分为0、36、45和60°4个实验组，并设立无缺损、无翼假体骨盆为对照组。在4只骨盆标本上各布置7组电阻应变花，1、2和3号位置为骨盆外侧与臼杯3个翼对应的髋臼上方，4号位置为骨盆外侧髋臼与骶髂关节连线近端，5、6和7号位置于骨盆内侧髋臼与骶髂关节连线由外下向内上方均匀分布。模拟单腿站立时髋关节负重情况，进行150、300、450、600、750和900N分级加载，收集各组各级加载和卸载时应变片应变信息。结果测试点最大等效应力为6．93MPa，最小等效应力为1．08MPa。结论骨盆髋臼骨缺损三翼臼固定后，在宿主骨没有引发高应力区，为翼间移植骨的生长提供了力学环境下的数据。     

上颈椎有限元模型的建立及寰椎生物力学有限元分析

目的:建立上颈椎(CO-C3)的三维有限元模型(FEM),通过此模型对寰椎进行初步的牛物力学分析.方法:通过CT扫描获取1例健康成年男性上颈椎的空间结构信息,利用Mimics软件及Ansys软件建立上颈椎有限元模型;分别在完整的上颈椎模型及单独应用模型中的寰椎分析头颅位于中立位、屈曲化以及后伸位等条件下寰椎所受应力的变化情况.结果:(1)所建上颈椎的有限元模型外形逼真,儿何相似性好,共包含110105个节点,91469个单元;(2)应用上颈椎模型(CO-C3)在枕骨上加载面压力,模拟头颅位于中立、前屈、后伸位时,寰椎前弓受力最大,其次是后弓及侧块;(3)单独应用寰椎模型,直接在寰椎上关节面加载力,模拟头颅在中立、前屈、后伸位时寰椎最大应力集中于前弓,次级应力集中区域为侧块及后弓与侧块的交界处;直接在后弓加载力模拟头部过度后伸时,最大应力集中于后弓与侧块交界处.结论:应用CT扫描获取上颈椎空间结构信息建立的上颈椎模犁可用于生物力学实验,无论头颅位于屈曲位、中立位或者后伸位,当受纵向作用力时,寰椎前弓是应力最集中的部位;头部过度后伸时,后弓与侧块交界处是应力最集中的部位.     

臼杯假体高度对臼杯-骨界面应力应变影响的有限元分析

目的探究臼杯假体模拟植入Crowe Ⅱ/Ⅲ型DDH髋臼的不同高度时臼杯-骨界面间应力和应变分布特征。 方法基于3位Crowe Ⅱ/Ⅲ型DDH患者髋关节的CT扫描数据，利用计算机软件作髋臼三维建模，在距髋臼下缘连线垂直高度为15、21、30 mm处分别模拟植入臼杯模型，并转化为三维有限元网格模型，施加静力载荷，记录臼杯-骨界面的应力和应变数据，行配对t检验或Wilcoxon符号秩检验分析各组最大应力及应变的差异。 结果3组臼杯模型在距髋臼下缘连线垂直高度为21 mm处的最大应力值最小，分别为患者A 10.03 Mpa、患者B 17.67 Mpa和患者C 14.99 Mpa。在安装高度为15 mm和30 mm处，臼杯的最大应力值分别为患者A 20.64、12.03 Mpa，患者B 22.06、23.02 Mpa和患者C 34.72、17.88 Mpa。对15、21、30 mm处骨质、臼杯的最大应力及应变行两两配对检验显示各组差异无统计学意义(校正后P>0.0167)。不同安装高度下臼杯假体及假体周围骨组织应变量没有明显分布规律。 结论对于Crowe Ⅱ/Ⅲ型DDH患者行全髋关节置换术，适当上移臼杯旋转中心能减少臼杯假体最大应力。     

Comparison of the risk of breakage of two kinds of sacroiliac screws in the treatment of bilateral sacral fractures

Purpose

This study aimed at comparing the risk of breakage of lengthened sacroiliac screw and ordinary sacroiliac screw for the treatment of bilateral vertical sacral fractures to provide reference for clinical application.

Methods

A finite element model of type C pelvic ring injury (bilateral type Denis II fracture of sacrum) was produced. The bilateral sacral fractures were fixed with lengthened sacroiliac screw and ordinary sacroiliac screw in seven types of models, respectively. The maximal Von Mises stresses and stress distribution of the two kinds of screws in the case of standing on both feet were measured and compared.

Results

(1) Whether in lengthened sacroiliac screw or ordinary sacroiliac screw, the maximal Von Mises stress of screw fixation only in S1 segment is the largest, and the maximal Von Mises stress of screw fixation only in S2 segment is minor, and the maximal Von Mises stress of screw fixation in S1 and S2 segments, respectively, is the least. (2) When S1 and S2 were both fixed with ordinary screws, the maximal Von Mises stress of screw in S1 segment is larger than that of S2. When S1 and S2 were both fixed with lengthened screws, the maximal Von Mises stress of screw in S1 segment is similar to that of S2. (3) The maximal Von Mises stresses of bilateral symmetrical screws are similar. (4) When only S1 was fixed, the maximal Von Mises stress of lengthened screw is less than that of ordinary screw. When only S2 was fixed, the maximal Von Mises stress of lengthened screw is larger than that of ordinary screw. When S1 and S2 were both fixed, the maximal Von Mises stress of lengthened screw is slightly less than that of ordinary screw. (5) Whether in lengthened screw or ordinary screw, the stress concentrations all exhibited at the regions of screws corresponding to the sacral fracture regions and the part between sacral bilateral fracture lines. Compared with ordinary screw, the stress distribution in lengthened screw is more homogeneous. Whether in lengthened screw or ordinary screw, the stress distribution of only one sacral segment fixation is more concentrated than that of two sacral segments’ fixation. When S1 and S2 were both fixed, the stress distribution of upper screw is more concentrated and that of lower screw is more homogeneous.

Conclusion

In a finite elements simulated type C pelvic ring disruption (bilateral type Denis II sacral fracture), the breakage risk of screws fixed in double-segment bilaterally symmetrically is low, and the breakage risk of screws fixed in S2 segment is lower than that of S1 segment. The bilaterally symmetrical screw fixation in double-segment is strongly recommended to reduce the breakage risk of screws. In addition, the breakage risk of lengthened screws is lower than that of ordinary screws except when screws are fixed in only S2 segment, which merits attention.     

基于CT影像动态膝关节有限元模型的构建及仿真力学分析

目的:基于CT影像资料构建动态性膝关节有限元模型,并进行模型的有效性验证和初步的有限元分析,为膝关节的生物力学研究提供仿真模型和基础数据。方法:选取1名健康男性膝关节CT资料,借助Mimics 19.0和Hypermesh 12.0等软件,从膝关节的三维模型构建入手,经几何重建、逆向工程、网格划分、材料定性等步骤,建立高仿真的有限元模型。通过确定边界条件和扭矩加载产生动态性的屈膝模型,并进行模型的有效性验证。予有限元模型施加近似屈膝活动时所承受的载荷(500 N),研究分析不同屈膝角度下胫股关节和髌股关节的生物力学变化。结果:基于CT影像并结合解剖特性建立了膝关节有限元模型,模型包括骨、韧带、软骨、半月板和髌骨支持带等三维单元,在确立边界条件后施加不同扭矩产生了不同屈膝状态下的有限元模型。根据等同工况(屈膝30°,股四头肌腱受200N牵张)加载显示髌骨的应力峰值为2.209 MPa,平均Mises应力为1.132 MPa;股骨滑车的应力峰值为1.405 MPa,平均Mises应力0.936 MPa,与既往研究比较差异性在1%～13.5%,证明模型的有效性。动态性的模型加载发现:胫股关节的Mises应力随屈膝角度增加而下降;而髌股关节的Mises应力与屈膝角度正相关,不同屈膝角度下各软骨应力面的Mises应力对比,差异均有统计学意义(P0.05)。结论:研究建立的有限元模型结构更趋完整,可有效模拟动态性膝关节的生物力学特性,为膝关节进一步的仿真力学研究提供了支撑。     

3D打印多孔钛钢板一体化植入体修复髋臼后壁粉碎性骨折合并骨缺损的初步研究

目的 :探讨应用计算机辅助设计(computer aided design,CAD)结合3D打印技术对髋臼后壁粉碎性骨折合并骨软骨缺损进行修复重建的可行性,评估多孔钛合金支架钢板一体化植入体复合氮化钛生物陶瓷涂层的生物力学性能。方法:基于连续断层CT图像,利用CAD软件来构建具有特定三维内部结构的多孔钛钢板一体化植入体数字模型,以Ti6Al4V粉末为原材料打印出实体并于其关节面复合氮化钛涂层,观察植入体与髋臼匹配和贴附情况;利用Ansys软件进行有限元建模,分析正常组、传统组及植入体组髋臼在相同载荷状态下的应力分布、应力传导及形变位移等情况,验证植入体的生物力学性能。结果:植入体的多孔钛合金支架与髋臼匹配程度良好,钢板形态基本与骨表面贴附,根据Matta复位标准评定为优。有限元分析结果显示:植入体重建后髋臼在Von Mises应力峰值13.38 MPa接近正常组13.11 MPa,小于传统组15.66 MPa;植入体重建后的髋臼在应力分布和传导与正常组基本一致,稍优于传统组;植入体的最大相对位移为0.166 mm,处于可以接受的范围。结论:3D技术制备的多孔钛合金支架钢板一体化植入体复合氮化钛涂层具备优良的匹配度和生物力学性能;解剖重建使后壁头臼应力分布及传导恢复比较理想,接近正常的髋关节,其为临床治疗髋臼后壁粉碎性骨折合并严重骨缺损的病例提供新选择。