动力髋联合空心钉与动力髋联合内侧板治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的有限元分析比较

目的探究动力髋螺钉(DHS)的两种手术方式(DHS联合空心钉和DHS联合股骨颈内侧板)治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的生物力学优缺点。方法建立采用3种内固定方法治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的有限元模型。分别为单独使用DHS内固定、DHS联合空心钉固定、DHS联合股骨颈内侧板固定,并建立正常股骨模型用于与前3个模型对比分析。在相同边界及载荷条件下比较以下结果:4个模型的股骨颈内侧(股骨头下缘至股骨距到小转子的位置)的等效应力分布;3个内固定模型的内固定物的最大等效应力值;4个模型股骨头断端最大位移。结果股骨颈内侧等效应力分布最接近正常股骨的模型是DHS联合股骨颈内侧板,单纯DHS固定的模型和DHS联合空心钉固定的模型在股骨颈内侧的等效应力集中值大于正常股骨模型,分别为53.57 MPa和26.72 MPa。股骨头骨折断端总位移:单纯DHS固定模型的位移是4.01 mm,DHS联合空心钉固定模型的位移是1.73 mm,DHS联合股骨颈内侧板固定模型的位移是1.68 mm。DHS内固定物最大等效应力由大到小分别是:单独DHS固定为101.07 MPa,DHS联合空心钉固定为38.19 MPa,DHS联合股骨颈内侧板固定为22.69 MPa。结论DHS联合空心钉与DHS联合内侧板手术方式都优于单独DHS固定的手术方式。DHS联合空心钉固定能在股骨头位移相对较小的情况下维持较高的股骨颈应力,适合于股骨颈内侧相对完整及未出现粉碎骨折的患者;DHS联合内侧板可以更好地重建股骨力线,更适合于股骨颈内侧皮质处有粉碎骨折的患者。     

股骨转子间骨折不同外侧壁分型髓内钉治疗的有限元分析

背景：目前针对外侧壁破损型股骨转子间骨折的手术内固定方式存在争议,以股骨近端防旋髓内钉固定为主流方案,不同外侧壁分型的股骨转子间骨折髓内固定的生物力学研究较少。目的：通过有限元分析比较股骨近端防旋髓内钉治疗不同外侧壁分型股骨转子间骨折的生物力学特点,探讨外侧壁对股骨转子间骨折内固定的影响。方法：选择1例健康老年女性患者,根据股骨近端CT扫描数据,应用Mimics 21.0,Geomagic Wrap,Creo 6.0,Abaqus 2020软件建立股骨近端和股骨近端防旋髓内钉的三维有限元模型,模拟外侧壁稳定型、危险型及破裂型股骨转子间骨折,建立股骨近端防旋髓内钉内固定装配模型。观察在静止及行走2种状况下赋予同等载荷时3种骨折内固定模型的等效应力及位移分布云图。结果与结论：(1)A3.3型股骨转子间骨折在动态载荷时最大等效应力及位移均最大,最大等效应力约为A2.3型的2倍,A1.3型的2.7倍,最大等效位移约为A2.3型的1.5倍,A1.3型的3倍,静态时各型差别不明显;(2)动静态载荷时股骨颈、骨折端及主钉处等效应力A3.3型较A1.3和A2.3型增大,以主钉处明显;(3)动态载荷时股...     

有限元分析股骨颈骨折伴下后方不同程度骨缺损空心螺钉内固定后的稳定性

文题释义：有限元分析：是基于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法,通过计算机硬件及软件将载荷、形态、材料结构和力学性能较为复杂的整体划分为有限个简单的单元,进而充分反映整体内外部应力、应变、位移等力学参数的变化情况。通过将股骨近端及空心钉进行有限网格划分,施加载荷后可了解到股骨近端、空心钉每个网格的应力与应变情况。 创伤性股骨头坏死：各类因素引起股骨头血供下降或力学环境改变,导致股骨头内骨小梁坏死塌陷、髋关节疼痛及功能障碍的常见疾病。其中创伤性股骨头坏死与激素性股骨头坏死等不同,生物力学因素在其病情发生发展中发挥重要作用。骨小梁出现“损伤-微骨折-修复”交替反应,超过生理修复负荷,骨小梁修复重塑反应受阻,局部骨小梁走形杂乱无章,这是创伤性股骨头坏死重要的发病机制。 背景：空心螺钉固定为新鲜股骨颈骨折的首选治疗方法,但对于伴有骨缺损的患者,由于股骨近端力学传导及稳定性发生明显改变,易导致内固定物失效、骨折不愈合或延迟愈合等,因此生物力学研究具有重要的临床意义。 目的：利用有限元方法探究骨缺损后股骨近端的生物力学改变,比较不同构型空心螺钉固定内收型股骨颈骨折伴下后方不同程度骨缺损的生物力学效果。 方法：获取一名成年健康男性志愿者股骨近端CT扫描DICOM原始数据,利用MIMICS 10.01软件、Rhino3D NURBS软件制作内收型股骨颈骨折伴后下方不同程度骨缺损模型(无缺损模型、小缺损模型、中缺损模型与大缺损模型),在4组模型中各配置两种构型的空心螺钉(倒三角、正三角),装配完成后进行网格划分、材料属性赋值;通过ABAQUS 6.12软件建立股骨头中心和表面的耦合关系,对所有模型施加缓慢行走时的载荷和约束。 结果与结论：①无缺损模型的股骨颈内侧承受压应力,外侧承受张应力,股骨头应力分布较为均匀,随着股骨颈下后方缺损程度的增加,压力侧和张力侧空心螺钉、空心螺钉尾部及股骨头的应力峰值逐渐上升;②随着缺损程度的增加,空心螺钉压力侧应力峰值逐渐增加,在中、大缺损模型中,倒三角组高于正三角组(P < 0.05),在其余模型中两组之间无差异(P > 0.05);③随着缺损程度的增加,空心螺钉张力侧应力峰值逐渐增加,在无缺损与小缺损模型中,正三角组高于倒三角组(P < 0.05);在大缺损模型中,正三角组低于倒三角组(P < 0.05);在中缺损模型中两组无差异;④随着缺损程度的增加,股骨头应力峰值逐渐增加,3种模型中倒三角组与正三角组均无明显差异(P > 0.05);⑤随着缺损程度的增加,空心螺钉尾部应力峰值逐渐增加,在小、中、大缺损模型中,倒三角组高于正三角组(P < 0.05),在无缺损模型中两组无差异(P > 0.05);⑥结果表明,下后方不同程度骨缺损可显著影响股骨近端力学性能,对于无缺损或缺损程度较小的股骨颈骨折,空心螺钉倒三角构型的生物力学性能优于正三角构型,而对于缺损程度较大的股骨颈骨折,空心螺钉正三角构型的生物力学性能优于倒三角构型。 ORCID: 0000-0001-9190-2904(张成宝) 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     

LISS钢板治疗股骨远端骨折有限元建模及分析

目的 建立LISS-DF治疗股骨远端骨折近端螺钉不同单双皮质固定的三维有限元模型,并进行初步生物力学分析.方法 提取CT图片相关数据,利用自行编写程序生成命令流文件,建立完整股骨以及16个不同LISS-DF治疗股骨远端AO分型33-A3型骨折的实体模型(钢板和股骨不接触、螺钉分别固定于钢板和股骨),进行网格划分.分析不同载荷作用下完整股骨和LISS钢板近端螺钉全双皮质固定治疗骨折的模型受力状况.结果 建立了相关的有限元模型.不同载荷作用下,LISS钢板近端螺钉全双皮质固定模型和完整股骨的应力集中均位于股骨颈内侧和股骨干外侧中下1/3处.相同载荷作用下,LISS钢板近端螺钉全双皮质固定模型的股骨颈部最大等效应力值略减小,股骨干最大等效应力值明显减小.结论 研究建立的三维有限元模型,为应用LISS治疗股骨骨折的生物力学分析提供了良好的实验平台和基础.从生物力学角度而言,LISS-DF近端螺钉全双皮质固定为治疗股骨远端复杂骨折的有效方法.     

三种内固定装置应用于Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的有限元分析

背景：目前临床上对于PauwelsⅢ型股骨颈骨折的内固定选用仍存在争议，选择提供稳定固定强度的内固定是实现PauwelsⅢ型骨折固定的关键基础。目的：利用三维有限元分析法测试3种类型内固定应用于PauwelsⅢ型股骨颈骨折的生物力学强度差异，为其临床治疗提供借鉴。方法：使用一名健康男性志愿者的左股骨CT数据，在Mimics软件中重建出一个完整的股骨及其骨松质，运用Geomagic studio软件进行逆向建模，并在UG-NX软件中创建出倒三角空心螺钉、动力髋螺钉、股骨颈动力交叉钉系统；将3种内固定模型分别装配至股骨模型上；通过Hypermesh软件模拟PauwelsⅢ型股骨颈骨折；最后应用Abaqus软件进行有限元实验分析，分析比较不同内固定系统固定股骨颈骨折所产生的应力分布、应力峰值、应变情况及位移分布。结果与结论：(1)股骨近端骨块的应力主要分布在骨折端附近股骨颈下方区域，动力髋螺钉组的应力峰值最大，股骨颈动力交叉钉系统组最小；(2)内固定装置的应力分布主要集中在骨折线附近的螺钉表面，股骨颈动力交叉钉系统组的应力峰值最大，动力髋螺钉组最小；(3)股骨近端骨块的主要应变场分布于骨与螺...     

不同复位条件下股骨颈骨折最优固定方式的有限元分析

背景：股骨颈骨折的传统固定方式为3枚空心螺钉倒三角固定，对于未达到解剖复位的股骨颈骨折的最优固定方式尚无定论。目的：基于有限元分析法比较空心钉固定不同复位条件下头下型股骨颈骨折的生物力学性能。方法：选取一名健康成年男性股骨近端CT数据重建三维模型，进行头下型骨折造模，将骨折模型分为解剖复位组、髋内翻组、髋外翻组，各骨折模型组均分出3个亚组，用标准组、螺钉压低组、螺钉抬高组进行转配，于髋臼顶向股骨头施加垂直向下1 400 N的应力，观察不同固定方式下股骨及内固定物的位移和应力分布，对比股骨和固定物的应力和位移最大值。结果与结论：(1)解剖复位时，标准组、螺钉压低组、螺钉抬高组固定物应力峰值分别为41.35,31.27,43.32 MPa，螺钉抬高组的股骨应力峰值最大(28.58 MPa)，股骨的位移峰值标准组最大；(2)髋内翻时，3个亚组的应力均相对分散且均匀；标准组的股骨应力峰值最小，但位移峰值最大，固定的稳定性可能不佳；螺钉压低组股骨的位移峰值最小；(3)在髋外翻时，螺钉压低组出现明显的螺钉应力集中，且位移峰值为3个亚组中最大，出现in-out-in现象；螺钉抬高组螺钉的应力峰值为3...     

利用有限元分析股骨颈骨折内固定术后前倾角变化对股骨近端力学的影响

目的探讨股骨颈骨折闭合复位空心螺钉内固定术后不同股骨颈前倾角对股骨近端力学分布的影响,为临床中内固定术解剖复位的重要性提供生物力学依据。方法采用16层螺旋CT扫描正常成人髋关节数据,基于三维重建软件和CAD软件,分别建立Pauwells角为70°的股骨颈骨折空心螺钉内固定术后前倾角为0°、5°、10°、15°、20°的股骨近端三维有限元分析模型,对所有模型施加人体缓慢行走时的载荷和约束,观察不同模型间股骨近端结构应力分布的变化。结果当前倾角未改变时(10°模型),股骨所受应力、产生的位移及发生的等效应变最小,股骨近端最大应力值为1.7 MPa,产生的位移为1.1 mm。随着前倾角的增大或减小,股骨近端所承受的有效应力及产生位移呈逐渐增大趋势。当前倾角为20°时,股骨近端及螺钉所受应力最大;当前倾角为0°时,股骨近端产生的位移及发生的等效应变值最大。股骨近端应力集中的部位由股骨距区域转移至头颈交界处的外上方。3枚空心螺钉承受的应力较周围骨组织高,最下方螺钉承受的应力较上方两枚螺钉明显增高。结论股骨颈骨折闭合复位空心螺钉内固定术中恢复前倾角达到解剖复位至关重要;股骨颈骨折术后生物力学因素的改变可能在术后股骨头坏死中起一定作用。     

骨水泥强化股骨近端防旋髓内钉在不同骨质下治疗不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析

背景：对于A3.3型转子间骨折,股骨近端防旋髓内钉是首选治疗方式,但术后骨折端的稳定性欠佳,而骨水泥钉道强化可以起到很好的稳定作用。目的：运用有限元分析法模拟不同程度骨质疏松下骨水泥对股骨近端防旋髓内钉治疗不稳定型股骨转子间骨折生物力学的影响。方法：基于CT图像及有限元分析软件建立右侧正常股骨有限元模型,同时按照AO31-A3.3分型在Solidworks 2017中将股骨分割成股骨近端、小转子及股骨体3个骨块,分别建立普通股骨近端防旋髓内钉固定12种不同骨质疏松程度的股骨模型(实验组),以及骨水泥钉道强化股骨近端防旋髓内钉固定12种不同骨质疏松程度的股骨模型(对照组)。股骨头表面模拟单腿站立位的受力情况,在ANSYS中观察各组内固定下股骨最大位移、股骨近端防旋髓内钉最大位移、股骨最大应力及股骨颈内翻角度上的变化。结果与结论：(1)相同骨质条件下,对照组股骨头位移、股骨近端防旋髓内钉位移及股骨颈内翻角度均低于实验组,股骨最大应力值高于实验组;(2)随着股骨骨质疏松程度的增大,以实验组为基础,对照组股骨头位移变化率减少了2.94%-5.89%,股骨近端防旋髓内钉位移变化率减少了3.23%...     

不同固定方式对股骨颈骨折固定效果的影响

目的研究5种不同空间构型空心螺钉对股骨颈骨折固定效果的影响。方法将股骨CT图像通过逆向重建获得PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ型股骨颈骨折几何模型。基于有限元分析软件ANSYS,获取不同内固定方式下内固定物与股骨颈头侧、干侧的应力分布,以及模型的位移分布。结果对于PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ型股骨颈骨折,倒三角置钉、两根平行钉、两根平行钉固定方式下股骨颈头侧应力峰值分别最大;倒三角置钉、倒三角置钉、两根平行钉固定方式下股骨颈干侧应力峰值分别最大,交叉置钉固定方式下内固定物应力峰值最小,强斜置钉固定方式下位移峰值最小。结论交叉置钉的固定方式螺钉变形断裂几率最小,倒三角置钉固定方式可为骨折处提供良好的力学环境。对于PauwelsⅠ、Ⅲ型骨折,强斜置钉固定方式预防股骨颈短缩的能力最强;而对于PauwelsⅡ型骨折而言,交叉置钉固定方式预防股骨颈短缩的能力最强。     

掌侧逆行固定治疗腕舟骨腰部骨折三维有限元分析

目的 建立腕舟骨腰部骨折掌侧入路螺钉逆行固定与顺行固定的三维有限元模型,分析对比逆行固定与顺行固定术后的生物力学稳定性,为逆行固定提供生物力学依据.方法 通过CT扫描获取尺桡骨远端、各腕骨与掌骨近端的空间结构信息,利用三维有限元软件建立腕舟骨腰部骨折模型.接着以临床手术操作为参照,建立不同角度螺钉逆行固定模型以及将螺钉置于腕舟骨轴线的顺行固定术后的三维有限元模型.模拟腕舟骨腰部骨折螺钉内固定术后的受力情况,比较分析逆行固定不同螺钉内固定位置骨折端水平位移和螺钉所受最大应力大小,并与顺行固定模型对比.结果 在所有逆行固定模型中,螺钉在腕舟骨轴线上时螺钉所受应力最小、骨折端水平移位最小.在所有模型之中,顺行固定模型螺钉所受最大应力最小、骨折端水平移位最小,且与逆行固定螺钉在腕舟骨轴线时的模型非常接近.结论 逆行固定时将螺钉置于舟骨轴线时模型最稳定,而当螺钉置于舟骨轴线上时,逆行固定与顺行固定生物力学稳定性未见明细差异.     

Delbet Ⅱ型儿童股骨颈骨折不同内固定方式的有限元分析

背景：儿童DelbetⅡ型股骨颈骨折后股骨头坏死率较高,有限元法已广泛应用于研究成人股骨颈骨折内固定后的稳定性,但儿童股骨颈骨折的相关分析较少。目的：研究3种不同内固定方式治疗DelbetⅡ型儿童股骨颈骨折的生物力学性能。方法：选择1例8岁儿童健康志愿者为研究对象。CT扫描患儿股骨近端影像数据导入Mimics 17.0,在Geomagic 14.0,Cero 3.0,Hyper Works13.0中建立3种内固定方式治疗DelbetⅡ型儿童股骨颈骨折的有限元模型,分别为空心钉模型（CS模型）、空心钉联合克氏针模型（CS+K模型）、锁定钢板模型（LP模型）,观察3种模型的内固定应力、骨骺应力及骨折断端相对位移。结果与结论：（1）CS+K模型骨折端和股骨头内的应力显著大于CS模型、LP模型（P <0.001）;LP模型的股骨侧应力显著大于CS+K模型、CS模型（P<0.001）;（2）CS模型的相对位移量显著大于CS+K模型和LP模型（P<0.001）;（3）LP模型的骺板平均应力显著大于CS+K模型、CS模型（P<0.001）;（4）结果表明,空心钉联合克氏针固定...     

股骨颈内固定系统固定股骨颈基底部旋转截骨的有限元分析

目的 采用有限元分析法比较股骨颈内固定系统（FNS）和空心螺钉作为治疗股骨头坏死的旋转截骨术中内固定装置的生物力学特性。方法 采用虚拟有限元建立中日友好医院分型L2型股骨头坏死模型,模拟前旋90°和后旋180°的旋转截骨术,分别模拟植入FNS（FNS组）及空心螺钉（空心螺钉组）,分析股骨近端截骨块、内固定装置、坏死区的应力分布及位移和股骨的位移。结果 前旋90°和后旋180°模型中,FNS组股骨近端截骨块、坏死区的应力和股骨近端截骨块、内固定装置、坏死区、股骨的位移均小于空心螺钉组。FNS组股骨近端截骨块和坏死区的应力峰值比空心螺钉组减少明显,近端截骨块应力峰值减小47.45%和13.64%,坏死区应力峰值减少44.96%和35.52%。结论 与空心螺钉相比,无论截骨后向前旋90°还是向后旋180°,FNS提供了更好的生物力学稳定性。     

股骨颈骨折空心钉内固定手术参数的优化分析

闭合复位空心钉内固定手术是目前治疗股骨颈骨折的常用方法,采用有限元方法对空心钉内固定手术进行力学综合分析,根据股骨近端力学实验的结果,建立股骨近端有限元分析模型,对可能影响手术效果的患者体重、骨折线角度、空心钉布局与角度等几个参数进行分组分析,提取骨折面、钉子的应力应变分析结果,获得了216组不同手术参数组合的情况下,影响术后愈合与承载能力的骨折端面的错位位移、钉孔底部应变、钉子最大应力、股骨最大应变四个参数,并进行综合分析比较,找到一组符合生物力学规律的内固定治疗参数,并应用于医疗机器人手术参数规划及手术效果的评价系统。     

强化螺钉骨水泥髓内钉固定治疗重度骨质疏松性股骨转子间Evans Ⅱ型骨折的生物力学有限元分析

目的 通过有限元分析探讨强化螺钉骨水泥髓内钉固定治疗重度骨质疏松性股骨转子间Evans Ⅱ型骨折的生物力学效果。方法 选取新疆医科大学第一附属医院骨科中心2020年10月5日收治的1例重度骨质疏松性Evans Ⅱ型左股骨转子间骨折患者的CT资料。患者女,73岁,身高160 cm,体质量56 kg。将患者髋部及股骨的CT数据在Mimics 20软件和 Geomagic Wrap 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参考标准的手术技术进行股骨模型装配。将装配好的模型在3-Matic软件中进行截骨得到Evans Ⅱ型股骨转子间骨折模型,截取螺钉近端周围的部分松质骨设置为骨水泥部件,分别构建A模型[普通股骨近端防旋髓内钉（PFNA）内固定模型]、B模型（钉道强化PFNA内固定模型）及C模型（强化螺钉内固定模型）。按照患者CT数据及内固定的材质标准赋予相应的参数、条件,以及人体力学在股骨的受力及患者的体质量赋予载荷值分别储存,并利用ansys 2019软件中的Explicit Dynamics模块进行分析。观察指标：对比3种模型螺钉在股骨近端的切割程度、股骨颈向内翻角度、股骨颈内旋角度、应力在股骨的分布情况,以及股骨头近端移位情况。结果 3种模型螺钉在股骨近端骨水泥表面均由螺旋刀片四周向远端发生切割、形变、沉陷,程度由轻到重依次为C、B、A模型。股骨颈骨块内翻角度和股骨颈旋转角度,A、B模型均分别为0.37°和0.16°,C模型稍占优势分别为0.32°和0.15°。A模型应力主要集中在螺旋刀片和主钉交接处,B、C模型相较于A模型发生了应力转移,分散向骨水泥部位;C模型股骨骨折部分发生最大移位的距离为5.8 mm,相较于A、B模型（均为6.7 mm）减小。结论 强化螺钉内固定治疗重度骨质疏松性股骨转子间Evans Ⅱ型骨折较普通股骨PFNA及钉道强化PFNA具有更好的生物力学效果。     

强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松Evans Ⅱ型股骨转子间骨折最佳骨水泥量的有限元分析

目的 探讨强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松EvansⅡ型股骨转子间骨折的最佳骨水泥量。方法 选取2020年10月5日新疆医科大学第一附属医院1例73岁女性左股骨粗隆间骨折患者的双侧髋部及股骨CT资料,导入Mimics 20和 Geomagic Wrap 2017软件构建右侧股骨三维模型。使用Solidworks 2017软件建立强化螺钉模型,并将右侧股骨三维模型与强化螺钉模型按照常规标准手术技术进行装配、组合;使用Geomagic Wrap 2017软件在组合后的模型上模拟EvansⅡ型骨折,在股骨转子间骨折不同骨水泥量强化螺钉固定模型与EvansⅡ型骨折模型组装完成后,施加载荷。截取强化螺钉近端周围部分松质骨重新定义为骨水泥部件,按包裹水泥量的不同分别建立A模型（2 mL）、B模型（3 mL）、C模型（4 mL）、D模型（5 mL）、E模型（6 mL）5个模型组,设置材料参数、边界条件、施加载荷后储存为K文件,分别导入Ansys 2019软件中进行有限元分析。观察对比不同骨水泥量强化螺钉固定模型中骨水泥表面对股骨头近端松质骨的切割情况,股骨颈内翻、内旋角度,强化螺钉应力分布情况,以及股骨近端位移情况。结果 A、B、C、D模型组骨水泥表面对股骨头近端松质骨切割最轻微,E模型组切割程度最严重。A、B、C、D、E模型组中股骨颈内翻角度分别为5.2°、6.0°、4.5°、5.1°、2.6°,股骨颈内旋角度分别为1.1°、1.4°、0.9°、1.0°、0.4°,其中E模型组股骨颈内翻角、内旋角均最小。A、B模型组骨水泥量模型应力主要集中在螺钉和主钉连接处; C、D模型组骨水泥量模型应力大部分集中于螺钉和主钉连接处,应力有向主钉分散的趋势;E模型组骨水泥量模型应力主要分布在强化螺钉的尾端,6 mL骨水泥量强化螺钉模型载入股骨转子间骨折模型后,在股骨大粗隆处出现新的骨折。A、B、C、D、E模型组中,股骨近端位移分别为7.7、8.4、8.2、8.1、13.7 mm;其中E模型组股骨近端位移最大,出现了骨水泥漏,且在强化螺钉模型载入股骨转子间骨折模型后,在股骨大粗隆处出现新的骨折。结论 强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松EvansⅡ型股骨转子间骨折,使用2~4 mL骨水泥量,具有较好的生物力学效应。     

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     

不同植入物内固定修复股骨颈合并同侧转子下骨折：生物力学性能比较

BACKGROUND: Choosing internal fixator implants with good strength and stiffness is the key to repair femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. OBJECTIVE: To compare the biomechanical properties of different implant fixation for femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. METHODS: Totally 24 adult antiseptic cadaver specimens were used to produce fracture models with femoral neck fracture combined with 5 cm of ipsilateral subtrochanteri medical cortical defect, and were divided into femoral proximal locking plate group, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group according to the random number table method. The results of axial compression test, torsion test and axial compression failure rest in three groups were compared. RESULTS AND CONCLUSION: The axial compressive stiffness and failure load in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group and lengthening proximal femoral nail group, and those in lengthening proximal femoral nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group (P < 0.05). The torsional stiffness in femoral proximal locking plate group was significantly greater than that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group, and that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group was significantly greater than that in lengthening proximal femoral nail group (P < 0.05). The indexes of biomechanical properties of specimens at the 4th and 8th weeks after fixation in three groups were slightly increased compared with those in 0 week after surgery, but the difference was no statistically significant (P > 0.05). These results demonstrate that to a certain extent, compared with the femoral proximal locking plate and lengthening lengthening proximal femoral nail, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail fixation for repair of femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures has more biomechanical advantages.       

空心钉与锁定钢板治疗股骨颈骨折的振动特性

目的 探讨股骨颈骨折术后植入空心钉及钢板后,髋关节固有和约束模态对内固定的影响。方法 对1名股骨颈骨折患者CT图像数据进行分析,提取髋关节边界生成髋关节三维模型,并建立常用内固定模型与髋关节模型装配,进行有限元仿真,重点分析振动特性。结果 振动对空心钉、钢板的内固定稳定性有一定影响,扭转的发生将破坏空心钉、钢板的固定环境,在骨折断端产生微小位移;在约束状态下,模态频率范围较低,振型的变形多发生在股骨头近端处,导致内固定以及假体发生松动的现象。从振动特性角度提出一种评判内固定稳定性的方法,发现空心钉内固定的稳定性优于近端锁定钢板。结论 选用内固定时需要考虑螺钉、钢板固有频率的影响,避免与股骨的固有频率相近,导致谐振的产生。研究结果对指导内固定材料的选用和结构、排列的设计具有一定借鉴作用。