低弹性模量接骨板固定股骨干骨折的有限元分析

第一作者:骨科在线

2011-07-14 点击量:1209   我要说

摘要:目的 探讨不同弹性模量接骨板内固定对股骨干骨折应力及其分布的影响。 方法 采用64排螺旋CT对一名健康成年男性股骨进行层厚为0.5mm的扫描,获得股骨CT数据,再通过软件三维反求得到股骨有限元模型。模拟股骨中段骨折模型,分别采用Ti-6Al-4V(高弹性模量组,弹性模量为110GPa)和Ti2448(低弹性模量组,弹性模量为30GPa)两种材料的8孔接骨板进行固定。分析两种不同弹性模量接骨板内固定在轴向压缩、四点前后弯曲和扭转载荷下股骨的应力分布情况,并以应力云图的方式直观地显示应力分布规律。 结果 在3种载荷下,两组均在断端接触部位出现最大应力。在轴向压缩载荷下,低弹性模量组最大应力值为30.00MPa,大于高弹性模量组(21.68MPa);螺孔内最大应力值(11.47MPa)小于高弹性模量组(13.89MPa),应力云图显示:高弹性模量组骨组织呈多个应力梯度分布,而低弹性模量组骨组织应力分布较均匀。在四点前后弯曲载荷下,低弹性模量组最大应力值为11.23MPa,大于高弹性模量组(7.96MPa)。在扭转载荷下,两组股骨应力分布均较均匀,低弹性模量组最大应力值(63.82MPa)大于高弹性模量组(43.97MPa),螺孔内最大应力值(11.47MPa)小于高弹性模量组(31.24MPa)。 结论 低弹性模量接骨板内固定股骨干骨折,其骨折断端应力刺激增大,螺孔内应力集中减轻,接骨板的应力遮挡效应减小。

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