股骨颈前倾角改变对转子间骨折PFNA固定术后的力学稳定性影响的有限元分析
发布时间：2021-09-23 06:39
研究目的对于粉碎性转子间骨折,术中难以实现骨折块解剖复位,导致内固定术后股骨前倾角改变。目前股骨颈前倾角改变与转子间骨折PFNA内固定术后稳定性之间的关系尚不明确。本实验通过三维有限元分析方法,研究前倾角改变对转子间骨折PFNA内固定术后力学稳定性的影响,为骨科医生处理股骨转子间骨折提供参考意见。研究方法根据逆向工程原理,对正常人体完整股骨进行医学螺旋CT扫描成像,创建精准的完整的正常股骨有限元三维数字模型;运用计算机辅助设计软件,建立PFNA三维模型。模拟创建31-A1.1型股骨转子间骨折,进一步得到股骨颈前倾角分别为 3°,5.5°,8°,10.5°,13°,15.5°,18°,20.5°,23°的股骨三维模型,并且分别和PFNA装配,建立骨折内固定模型。将所得骨折内固定模型导入有限元分析软件,分析对比研究不同前倾角复位程度下的PFNA内固定模型的生物力学的差异。研究结果利用有限元分析软件运算得出不同前倾角复位程度下,PFNA主钉与螺旋刀片交点处、小转子处、螺旋刀片与股骨外侧壁交界处及远端锁定螺钉与股骨干交点处的应力分布及股骨头及PFNA的最大位移、相邻骨折块间骨折面接触面积和最大...
【文章来源】：南方医科大学广东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３：股骨与ＰＦＮＡ在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ?１７．０中进行装配??Ｆｉｇ．２－３：?Ｆｅｍｕｒ?ａｎｄ?ＰＦＮＡ?ｗｅｒｅ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｉｎ?ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ?１７．０??
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?硕士学位论文???３．３．３前倾角解剖复位及前倾角减小的股骨－ＰＦＮＡ模型的点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ的应??力值（详见图３－１３及图３－１４）??前倾角减小点Ａ应力值变化情况??８００?象?■??７２４．４２??，７００?ｆ??５?６０°－?／?Ｊ??ｄ？ｌ?５００－?／?ｏｒ??４０°－?＾?＋?点Ａ??０?００??５０?００?１００?００?（ｍｍｉ??３００?４?￣?Ｉ?＇?２５?００?７５?００??１３°?１０．５°?８°?５．５。?３°??股骨颈前倾角??图３－１３：前倾角减小时点Ａ的应力值折线图??Ｆｉｇ．３－１３：?Ｌｉｎｅ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｓｔｒｅｓｓ?ｖａｌｕｅｓ?ａｔ?ｐｏｉｎｔ?Ａ?ｗｈｅｎ?ｔｈｅ?ｆｅｍｏｒａｌ?ｎｅｃｋ?ａｎｔｅｖｅｒｓｉｏｎ?ｄｅｃｒｅａｓｅｄ??通过上图可以初步发现，随着前倾角减小，点Ａ处的最大冯米塞斯应力呈??折线上升趋势。且当前倾角减小５°时，即Ｍｏｄｅｌ?８°的点Ａ处应力值７２４．４２??ＭＰａ，超出医用钛合金的屈服强度，此时有发生内固定装置断裂的风险。??前倾角减小点ＢＣＤ应力值变化情况?■??４００１?上??３５０－?ｆ?？点?Ｂ?Ｂ?Ｊｒ??＿?３００－?２８２ｉ）３?／??Ｉ?２４Ｕ５？＇?—?—?—?－?？点Ｄ??－?４??５０－?？?＿?？－－－??０?００?５０?００?１００?００?（ｍｍＩ??＾＾５?００?？＾￡?００??１３。?１０．５°?８°?５．５°?３°??股骨颈前倾角??图３－１４：前倾角减小时点Ｂ、Ｃ、Ｄ的应力值折线图??Ｆｉｇ．３－１４：?Ｌｉｎｅ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｓｔｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]脊柱腰段三维有限元模型的构建与椎间盘应力分析[J]. 庞胤,尹帅,赵长义,刘媛媛,张海峰. 河北医科大学学报. 2019(12)
[2]股骨转子间骨折的稳定性重建概念演化与研究进展[J]. 张世民,胡孙君,杜守超,张立智. 中国修复重建外科杂志. 2019(10)
[3]PFNA与PCCP固定法治疗不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析[J]. 徐锴,李开南. 中国骨与关节杂志. 2019(07)
[4]InterTan治疗股骨转子间骨折有限元分析[J]. 郝连升,关涛,黄峰,陈健,穆胜凯,朱贵伟. 中国骨伤. 2019(02)
[5]可降解植入物在骨折固定中的应用[J]. 李俊伟,都承斐,尉迟晨曦,张春秋. 中国组织工程研究. 2018(34)
[6]股骨近端锁定钢板治疗老年股骨转子间骨折术后并发症原因分析及防治对策[J]. 张鹏,董启榕,李平元,杨照耀,刘小勇,郑一飞,陆健,周龙,薛阳阳,徐峰,王磊. 中国矫形外科杂志. 2017(18)
[7]股骨粗隆间骨折前倾角改变对步态的影响[J]. 蔡跃波,吴春辉,李建赤,徐自强,麦绍声,唐迎春,杨丽. 中华关节外科杂志(电子版). 2017(02)
[8]股骨粗隆间骨折单臂外固定术后站立状态肌骨有限元模型的建立及其应力分析[J]. 王爱国,谷福顺,郑昆仑,张荣位,信金党,冯其金,李瑞峰,胡志刚,张健. 中华中医药杂志. 2016(03)
[9]股骨近端锁定钢板与Gamma 3型髓内钉固定不稳定股骨粗隆间骨折的生物力学研究[J]. 江伟,刘跃洪,杨灵,徐巍,刘树平,张德盛,陈曦,汪红. 中国骨与关节损伤杂志. 2015(02)
[10]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[J]. 杜长岭,马信龙,马剑雄,张弢,付鑫,卢晋,赵峰. 医用生物力学. 2012(06)
本文编号：3405226
【文章来源】：南方医科大学广东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３：股骨与ＰＦＮＡ在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ?１７．０中进行装配??Ｆｉｇ．２－３：?Ｆｅｍｕｒ?ａｎｄ?ＰＦＮＡ?ｗｅｒｅ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｉｎ?ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ?１７．０??
??他学者Ｍ的研宄，本实验模拟研究当人体处于缓步行走时，股骨近端的峰值受??力情况。主要包括：其一，作用于股骨头上的、合力大小约为１４２６．５Ｎ?（相当??于体重的２３８％倍［４７］）的髋关节接触作用力，按照Ｇｅｎｄａ［４８］等人对人体髋关节??内股骨在关节窝之内的接触关系的报道，该力作用于股骨头和髋白接触部位的??外表面；其二，作用在股骨大转子表面上、合力大小约为６２５．４Ｎ?（相当于体重??的１０４％倍）的外展肌的牵拉力。股骨－ＰＦＮＡ三维有限元模型的受力加载及约??束条件详见图２－８及表２－３。??Ａ：?Ｍｏｄｅｌ?１３。?，￣??Ｓｔａｔｉｃ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?｜Ａ?，金??ｗ：１．ｓ?、秦＇??［７Ｔ｜?Ｃｏｎｔａｃｔ?Ｆｏｒｃｅ：?１４２６．５?Ｎ?：—＼??ｆＢ｜?Ａｂｄｕｃｔｏｒ?Ｆｏｒｃｅ?：?６２５？４?Ｎ?＾０＾?％??［Ｃ］?Ｆｉｘｅｄ?Ｓｕｐｐｏｒｔ?’缚?瓤??ＳＳ??歷??０．００?７０．００?（ｍｍ）?Ｌ?ｘ??３５．００??图２－８：股骨－ＰＦＮＡ三维有限元模型的荷载及边界??Ｆｉｇ．２－８：?Ｌｏａｄｉｎｇ?ａｎｄ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｉｎｉｔｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｍｏｄｅｌ??１５??
?硕士学位论文???３．３．３前倾角解剖复位及前倾角减小的股骨－ＰＦＮＡ模型的点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ的应??力值（详见图３－１３及图３－１４）??前倾角减小点Ａ应力值变化情况??８００?象?■??７２４．４２??，７００?ｆ??５?６０°－?／?Ｊ??ｄ？ｌ?５００－?／?ｏｒ??４０°－?＾?＋?点Ａ??０?００??５０?００?１００?００?（ｍｍｉ??３００?４?￣?Ｉ?＇?２５?００?７５?００??１３°?１０．５°?８°?５．５。?３°??股骨颈前倾角??图３－１３：前倾角减小时点Ａ的应力值折线图??Ｆｉｇ．３－１３：?Ｌｉｎｅ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｓｔｒｅｓｓ?ｖａｌｕｅｓ?ａｔ?ｐｏｉｎｔ?Ａ?ｗｈｅｎ?ｔｈｅ?ｆｅｍｏｒａｌ?ｎｅｃｋ?ａｎｔｅｖｅｒｓｉｏｎ?ｄｅｃｒｅａｓｅｄ??通过上图可以初步发现，随着前倾角减小，点Ａ处的最大冯米塞斯应力呈??折线上升趋势。且当前倾角减小５°时，即Ｍｏｄｅｌ?８°的点Ａ处应力值７２４．４２??ＭＰａ，超出医用钛合金的屈服强度，此时有发生内固定装置断裂的风险。??前倾角减小点ＢＣＤ应力值变化情况?■??４００１?上??３５０－?ｆ?？点?Ｂ?Ｂ?Ｊｒ??＿?３００－?２８２ｉ）３?／??Ｉ?２４Ｕ５？＇?—?—?—?－?？点Ｄ??－?４??５０－?？?＿?？－－－??０?００?５０?００?１００?００?（ｍｍＩ??＾＾５?００?？＾￡?００??１３。?１０．５°?８°?５．５°?３°??股骨颈前倾角??图３－１４：前倾角减小时点Ｂ、Ｃ、Ｄ的应力值折线图??Ｆｉｇ．３－１４：?Ｌｉｎｅ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｓｔｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]脊柱腰段三维有限元模型的构建与椎间盘应力分析[J]. 庞胤,尹帅,赵长义,刘媛媛,张海峰. 河北医科大学学报. 2019(12)
[2]股骨转子间骨折的稳定性重建概念演化与研究进展[J]. 张世民,胡孙君,杜守超,张立智. 中国修复重建外科杂志. 2019(10)
[3]PFNA与PCCP固定法治疗不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析[J]. 徐锴,李开南. 中国骨与关节杂志. 2019(07)
[4]InterTan治疗股骨转子间骨折有限元分析[J]. 郝连升,关涛,黄峰,陈健,穆胜凯,朱贵伟. 中国骨伤. 2019(02)
[5]可降解植入物在骨折固定中的应用[J]. 李俊伟,都承斐,尉迟晨曦,张春秋. 中国组织工程研究. 2018(34)
[6]股骨近端锁定钢板治疗老年股骨转子间骨折术后并发症原因分析及防治对策[J]. 张鹏,董启榕,李平元,杨照耀,刘小勇,郑一飞,陆健,周龙,薛阳阳,徐峰,王磊. 中国矫形外科杂志. 2017(18)
[7]股骨粗隆间骨折前倾角改变对步态的影响[J]. 蔡跃波,吴春辉,李建赤,徐自强,麦绍声,唐迎春,杨丽. 中华关节外科杂志(电子版). 2017(02)
[8]股骨粗隆间骨折单臂外固定术后站立状态肌骨有限元模型的建立及其应力分析[J]. 王爱国,谷福顺,郑昆仑,张荣位,信金党,冯其金,李瑞峰,胡志刚,张健. 中华中医药杂志. 2016(03)
[9]股骨近端锁定钢板与Gamma 3型髓内钉固定不稳定股骨粗隆间骨折的生物力学研究[J]. 江伟,刘跃洪,杨灵,徐巍,刘树平,张德盛,陈曦,汪红. 中国骨与关节损伤杂志. 2015(02)
[10]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[J]. 杜长岭,马信龙,马剑雄,张弢,付鑫,卢晋,赵峰. 医用生物力学. 2012(06)
本文编号：3405226
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