期刊简介

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  • 杂志名称:中华骨科杂志
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中华医学会
  • 国际刊号:0253-2352
  • 国内刊号:12-1113/R
  • 出版周期:半月刊
期刊荣誉:期刊收录:哥白尼索引(波兰), 万方收录(中), JST 日本科学技术振兴机构数据库(日), 剑桥科学文摘, 统计源核心期刊(中国科技论文核心期刊), 维普收录(中), 文摘杂志, 知网收录(中), CA 化学文摘(美), 国家图书馆馆藏, 上海图书馆馆藏, 北大核心期刊(中国人文社会科学核心期刊), CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)
中华骨科杂志2017年第05期

髋臼前柱顺行拉力螺钉固定钉道的设计及有限元分析

张立峰;张元智;华子恺;莫伟鹏;贾燕飞

关键词:髋臼, 骨折, 有限元分析, 骨螺丝
摘要:目的 利用CT三维重建和逆向工程技术,探讨个性化顺行髋臼前柱拉力螺钉固定治疗髋臼前柱骨折的优钉道,并在标本进行有限元验证.方法 获取1位健康成年男性志愿者骨盆CT薄层扫描数据,将原始Dicom格式数据导入Materialise Mimics Innovation Suite 16.0软件进行骨盆三维重建,截取半个髋骨数据并以.stl文件格式存储.根据拉力螺钉的几何尺寸及力学参数,在Solidwoks 2012软件中绘制出螺钉模型,螺钉直径为7.3 mm,长度120 mm,导入Geomagic2014软件进行光顺及去噪处理;用UG Imageware 12.0软件将髋臼前柱和拉力螺钉进行装配,设计出几何钉道,与“in-out-in”钉道、自由钉道在髋骨标本上验证.将钉道模型数据导入Ansys 12.0软件,建立骨性结构的有限元模型,定义上部躯体重力负荷(分别为600 N、1 200 N、2 400 N),测定未置入螺钉及置入直径为120 mm螺钉时半骨盆和螺钉的Von Mises应力峰值和形变量,后确定优钉道.结果 分别加载600 N、1 200N、2400N的力至正常髋骨和按几何钉道、“in-out-in”钉道及自由钉道置入螺钉后的髋骨,随着给予载荷力的加大,髋骨所受应力及髋骨形变量逐渐加大,其中置入螺钉后的髋骨所受应力稍高于正常髋骨,按几何钉道和“in-out-in”钉道螺钉置入螺钉的髋骨所受应力相差不大,而按自由钉道置入螺钉的髋骨所受应力较前两者明显增加,各组中髋骨形变量无明显差别.分别加载600 N、1 200N、2400 N的力至按几何钉道、“in-out-in”钉道及自由钉道置入螺钉后的髋骨时,随着所给载荷力的加大,螺钉所受应力及形变量逐渐加大,其中按几何钉道置入的螺钉所受应力较按“in-out-in”钉道及自由钉道置入的螺钉所受应力明显减小,按“in-out-in”钉道置入的螺钉所受应力大.结论 通过有限元分析与验证,几何钉道中螺钉发生应力集中和位移均较小,虽然力学稳定性较“in-out-in”钉道稍差,但手术操作容易、安全、损伤小,是髋臼前柱骨折置钉的良好通道.