两种不同方式固定pauwellsⅲ型股骨颈骨折稳定性的有限元分析

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1、浙江实用医学2010年4月第15卷第2期Zhejim~gPracticalMedicineApril，2010，Vo1．15，No．2·123·两种不同方式固定PauwellsⅢ型股骨颈骨折稳定性的有限元分析金亚平徐刚万曲桥(乐清市人民医院，浙江乐清325600)【摘要】目的通过有限元方法对Pauwells／I型股骨颈骨折的DHS固定技术和空心螺钉固定技术进行对比评价，判断何种技术生物力学更稳定，为临床应用提供理论依据。方法以PauwellsM型股骨颈骨折为研究对象建立有限元模型，模拟单腿站立时的受载情况，对两种不同固定技术分别进行有限元计算。结果DHS系

2、统固定时，其抗张力性能和抗扭性能与空心螺钉系统相当，而抗压性能明显差于空心螺钉系统，其结构稳定性较差。结论DHS系统固定时，其结构稳定性比空心螺钉系统要差。建议临床考虑使用空心螺钉系统。【关键词】股骨颈骨折DHS空心螺钉生物力学有限元分析股骨颈骨折是多见的骨折之一，好发于中老年子PLUS4单倍螺旋CT扫描，层厚2mm，每例得到88人。股骨颈骨折后骨折不愈合及股骨头无菌坏死张断层图像，以DICOM格式存储。在Pc机上使用等并发症是临床治疗的棘手问题。对于相对年龄MIMICS软件读取cT数据，根据骨组织灰度值的差较轻及相对运动较多的股骨颈骨折的患者，国内外异，

3、在MIMICS中通过阈值化及相应的擦除操作，分的学者都主张采用内固定的方法治疗，内固定的稳别提取股骨皮质骨和松质骨的相关信息，通过三维定性直接影响并发症的发生。重建获得精确的股骨上端三维模型。然后将模型在临床上，以内收型股骨颈骨折(即PauwellsⅢ导人有限元软件ABAQUS。型，Pauwells角≥70。)最为常见，骨折线受到的剪切DHS系统模型建立：根据临床上AO／ASIFDHS力大，骨折端极不稳定，因此需要更加稳定的内固的尺寸，确定接骨板厚度为5．8mm，宽度为17．5rnm。定。传统的空心加压螺钉内固定技术，以其可经皮接骨板颈长38ram，颈部外

4、直径12．5mm，下部固定穿刺创伤小、对股骨颈血运破坏少、可通过应力刺板长度74mm，颈部与下部固定板问夹角为135o。激加速骨折愈合、不易松动、游走或退出等优点，近植入股骨头的动力螺钉直径为8mm，端头螺纹部分年来已成为首选方法。然而，早在1997年Bout长度为22mm，直径为12．7mm，螺距为3rnrn。下部等l】J提出对Pauwells1]I型的股骨颈骨折使用空心螺固定板采用三孔固定方式，固定螺钉直径4．5mm，钉内固定技术可发生股骨颈短缩及内翻畸形，同时螺距2nⅡn，螺纹高度0．5mm，固定螺钉长度以超过认为对PauwellsⅢ型的股骨颈骨折钉

5、板系统(DHS)股骨直径1～2个螺纹为标准。可能是更好的内固定系统。三枚空心钉模型建立：根据临床上AO／ASIF空对PauwellsⅢ型的股骨颈骨折，到底是采用三心加压螺钉的尺寸，确定紧固螺钉直径为7．3mm，枚空心螺钉技术还是钉板系统，何种生物力学更为无螺纹部分直径为6．0ram，螺距为0．2mm，长度根稳定，国内外尚无相关报道。本文采用有限元分析据临床需要不同而调整，按照倒三角方式布置螺方法，试图从生物力学角度评估三枚空心螺钉内固钉。进钉方式采用传统高角度低位置钉，上二枚在定技术与钉板系统固定Pauwellsm型的股骨颈骨股骨大转子嵴下方2．5cm处进

6、钉，且两枚钉间距为折，以期找到最合适的内固定方式，为临床治疗提1．0cm，下一枚在大转子嵴下方4．0cm处进钉，即紧供理论依据。贴股骨距，部分嵌入其内。三枚钉植入角度均为与股骨干纵轴成135。。1资料与方法为比较DHS系统与空心螺钉内固定技术对结1．1有限元模型的建立随机选取本院患者35构稳定性的影响，采用以上两组模型进行比较，并例(股骨均正常)，对35例正常成人股骨进行西门假定螺钉和骨之间把持牢固，无相互错动。·124·浙江实用医学2010年4月第15卷第2期ZhejiangPracticalMedicineApril，2010，Vo1．15。No．2位

7、移。由于股骨的受力情况多变，作者增加在股骨头受垂直向下的力和压力的计算，以比较股骨在不同受力方向下的反应。1．5评价标准评价固定方式的优劣是比较整体结构的稳定性。因此，确定以下指标作为评价标准：(1)股骨头的最大横向位移(U1)。横向位移体现了固定结构的抗张力性能以及骨折面结合的牢固性；(2)股骨头的最大纵向位移(U2)。由于前倾角的存在，结构还会产生纵向位移，纵向位移从侧图lDHS系统时的正位图和侧位图面反映了固定结构的抗扭能力【；(3)股骨头的最大下沉位移(U3)。它反映了结构的稳定性和抗压能力，位移越小说明固定后结构的稳定性越好，抗变形能力越大；(4

8、)骨折面的最大裂缝距离(L)。由于骨折面是断裂的，载荷作用下骨折结