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螺钉、克氏针内固定治疗距骨颈骨折的三维有限元分析

郑文源;陆芸;孟立民;蔡强;尹梦凡

摘要: 目的 利用三维有限元法分析克氏针、螺钉内固定治疗距骨颈骨折的稳定性,为临床上研究距骨颈骨折内固定佳力学环境提供生物力学理论依据.方法 获取健康男性志愿者左足及胫腓骨远端骨CT扫描信息,利用Mimics软件对距骨行三维建模;所有数据以点云格式输出到Geomagic软件编辑,得到模型实体,把所有数据以IGES格式输出;之后导入到Ansys软件中,利用该软件对克氏针、螺钉造模并模拟距骨颈骨折模型,分别用空心螺钉、克氏针对骨折进行固定,而后分别对模型赋予单元类型和属性建立有限元模型.在模型的胫距关节的距骨关节面垂直施加2100N的压力进行非线性分析.结果 后侧入路内固定骨折面接触压力大为7.23 MPa,骨折间隙小为0.199 451 mm;前侧入路内固定分别为6.991 MPa、0.249 261 mm.螺钉内固定的骨折面接触压力大为7.23 MPa,骨折间隙小为0.199451 mm;克氏针分别为6.958 MPa、0.242006 mm.多根固定的骨折面接触压力大为7.23 MPa,骨折间隙小为0.199 451 mm;单根固定分别为6.976 MPa、0.243 946 mm.结论 利用三维有限元法可对克氏针、螺钉内固定治疗距骨颈骨折的稳定性进行对比分析,得出适用于距骨颈骨折内固定的佳力学环境;双螺钉由后向前固定治疗距骨颈骨折的稳定性优于其他固定方式.

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