PFNA治疗股骨粗隆间骨折螺旋刀片松动的有限元分析

发布时间：2017-08-09 02:12

  本文关键词：PFNA治疗股骨粗隆间骨折螺旋刀片松动的有限元分析

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【摘要】：目的:股骨粗隆间骨折(intertrochanteric femoral frcture,IFF)又名股骨转子间骨折,指从股骨颈基底部与小转子水平之间内发生的骨折。股骨粗隆间骨折多见于老年人,老年女性患者为男性3倍,随着我国步入人口老龄化阶段以及人均寿命的延长,粗隆间骨折发生率呈现上升趋势。股骨粗隆间骨折保守治疗并发症较多,手术治疗为首选。PFNA系统是目前临床上应用较多的治疗股骨粗隆间骨折的内固定器械,其独特的螺旋刀片设计可以增强对骨质的加压作用,增加锚合力以及加强抗旋转性。尽管PFNA系统的设计有很多的优点,但是仍有PFNA螺旋刀片松动引起螺旋刀片退出和向髋臼切出的病例出现。本实验通过有限元方法建立PFNA系统治疗股骨粗隆间骨折的三维有限元模型,模拟术后功能锻炼不同阶段的负重进行加载载荷,计算分析不同载荷对PFNA螺旋刀片松动的生物力学影响,探讨螺旋刀片松动与早期负重的关系,为指导病人进行负重功能锻炼提供生物力学依据,减少临床内固定失败的发生。方法:利用64排螺旋CT采集健康志愿者股骨图像数据,将骨骼DICOM数据导入Mimics 10.01软件中进行编辑处理,重建股骨粗隆间骨折三维模型;根据江苏省苏州市康力骨科器械有限公司提供的PFNA系统参数数据在建模软件pro/Engineer Wild Fire 4.0中创建直径为12.0mm长度为240.0mm的主钉和直径为10.5mm长度为85.0mm的螺旋刀片的三维模型;将所得两种模型的数据导入有限元分析前处理软件Hyper Mesh11.0中以手术操作标准为参考进行装配,划分网格以及赋予其各自的弹性模量和泊松比,然后导入有限元分析软件Ansys15.0中进行处理分析,分别加载300N、600N、1200N、2400N四种载荷,模拟术后功能锻炼不同阶段的负 重状态,比较各种情况下PFNA螺旋刀片的应力分布和位移分布的变化。结果:根据应力云图和位移云图结果,在PFNA系统模型中,螺旋刀片的应力峰值和总位移峰值主要集中于螺旋刀片靠近股骨头处,随着载荷的增加,应力峰值和位移峰值均呈逐渐增大的趋势,当加载负荷为300N、600N、1200N、2400N时,应力峰值分别为48.06Mpa、96.12Mpa、144.18Mpa、192.24Mpa,位移峰值1.7174 mm、2.9828 mm、3.5793mm、4.1759mm。结论:(1)本研究利用螺旋CT扫描获得近端股骨图像数据,通过Mimics10.1、Hyper Mesh11.0等有限元软件成功构建了PFNA系统治疗股骨粗隆间骨折的三维有限元模型,整个模型共划分为862278个节点,152082个单元,其中PFNA三维有限元模型划分为143068个节点,31849个单元。本模型形态与实体骨骼高度一致,能够较为精确地反映股骨粗隆间骨折的解剖形态和力学特点,符合实验需求。所建模型可重复使用,为进一步利用有限元分析方法研究PFNA系统治疗股骨粗隆间骨折打下了良好的基础。(2)通过三维有限元分析得出,增加负重可导致PFNA螺旋刀片松动,导致临床内固定失败的发生,术后功能锻炼不可过早进行负重锻炼。
【关键词】：PFNA 螺旋刀片 松动 有限元 负重 股骨粗隆间骨折
【学位授予单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.3
【目录】：

• 论文一：PFNA治疗股骨粗隆间骨折螺旋刀片松动的有限元分析7-28
• 中文摘要7-9
• 英文摘要9-11
• 前言11-12
• 材料和方法12-18
• 结果18-20
• 讨论20-24
• 结论24
• 参考文献24-28
• 综述28-36
• 参考文献33-36
• 论文二：银离子敷料在糖尿病足截肢残端炎性创面的应用36-45
• 中文摘要36-37
• 英文摘要37-38
• 前言38
• 材料和方法38-39
• 结果39-41
• 讨论41-42
• 结论42
• 参考文献42-45
• 中英文缩写对照45-46
• 致谢46-47

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本文编号：643061