股骨头坏死病灶的大小以及多孔钽棒植入对股骨头结构力学影响
2014-12-24 文章来源:山东大学第二医院 王韶进 刘文广 殷庆丰 刘胜厚 我要说
目的 1探讨负重区不同大小病灶对股骨头的力学影响。2评价多孔钽棒植入对坏死股骨头的力学修复效果。
方法 三维有限元模拟,1.股骨头坏死建模:依据临床CT数据,建立正常股骨头三维有限元模型,股骨头最大截面直径50mm。在此基础上,分别建立主要负重区病灶直径9mm、20mm、30mm的股骨头坏死模型。并建立相应病灶植入钽棒的股骨头修复模型,共6种模型。2.加载材料性质:利用mimics对各部分材质进行定义,并设置皮质骨、松质骨、钽棒弹性模量和泊松比。3.加载边界条件。4.模拟计算,求的模型应力分布。
结果 (1)直径15mm病灶模型,股骨头最大应力和软骨下骨应力为76.5Mpa和8.64Mpa,钽棒植入后为59.9Mpa和8.07Mpa。(2)直径为20mm的病灶模型,最大应力和软骨下骨应力为69.6Mpa和15.14Mpa,植入钽棒后分别达到78.3Mpa和11.8Mpa。(3)直径30mm病灶模型,最大应力和软骨下骨应力分别为91.3Mpa和8.84Mpa,植入钽棒后分别为74.8Mpa和8.46Mpa。
结论 1.随着病灶的增大,股骨头应力特别是负重区软骨下应力有集中的趋势,股骨头塌陷的风险也增加。
2.钽棒植入可以较少股骨头负重区应力,对较小的病灶,力学改善效果最佳。



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