髋臼三维记忆内固定系统治疗髋臼后壁骨折的有限元分析

目的:探讨髋臼三维记忆内固定系统治疗髋臼后壁骨折及其产生的动态记忆应力促进骨愈合的生物力学基础。方法:实验于2006-01在长海医院进行。利用计算机仿真三维有限元技术,对髋臼记忆内固定系统固定髋臼后壁骨折的生物力学行为进行模拟,BaⅡ型三维有限元模型共划分7946个单元,2520个结点;BbI型三维有限元结构共划分1787个单元,623个结点,单元采用TET4单元;髋臼有限元模型共划分5783个单元,节点数为9863,单元采用10节点四面体三维单元。结果:①变形最大在加压部,BaⅡ型所受最大压应力和张应力分别为228MPa和-24.5MPa,其维持纵向的动态记忆持骨力196N;BbI型所受压应力和张应力分别为108MPa和-4.5kPa,其维持轴向的动态记忆加压力为125.05N,二者皆远小于其极限应力及疲劳极限。②被固定髋臼后壁骨块应力分布均匀,各节点所受应力主要为接近生理载荷的正应力,无论在后壁骨折的上、下及内侧骨折面,骨折断层的应力分布表现为记忆导向孔附近应力较大,为垂直骨折面的压应力(最大压应力7.00MPa),近髋臼窝边缘处骨折面表现为张应力。结论:髋臼记忆内固定系统有良好的耐疲劳与重复使用性,其固定后产生的动态记忆加压应力场,有利于固定髋臼后壁骨折的稳定、预防废用段的发生并促进骨折愈合。

Three-dimensional element analysis of internal fixation for acetabular posterior wall fracture