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股骨远端骨折锁定钢板螺钉布局的有限元分析
背景：股骨远端骨折主要使用股骨远端锁定钢板进行内固定，内固定的失效屡有报道，临床对钢板上的螺钉分布意见不一，螺钉的分布和内固定失效是否相关，缺乏力学的实验依据。
目的：探讨治疗股骨远端骨折锁定钢板的合理螺钉布局。
方法：通过ANSYS软件建模，建立骨折和钢板模型，骨折近端、远端均固定4枚螺钉，设计128种不同的螺钉布局方案，分析不同的螺钉、钢板应力和骨折位移，进行第1，6孔单皮质固定组、双螺钉固定组的单因素方差分析；以及第5孔单皮质固定组、双皮质固定组、无螺钉固定组的单因素方差分析。
结果与结论：128种螺钉分布中，第1孔螺钉应力大的分布是“-2分布组”(-2表示第2孔无螺钉固定)，应力小的分布是“-4分布组”(-4表示第4孔无螺钉固定)；第5孔螺钉应力大的分布为“-4分布组”，应力小的分布为“-3分布组”(-3表示第3孔无螺钉固定)；第6孔螺钉应力大的分布为“-4分布组”，应力小的分布为“-2分布组”；钢板的应力大的分布为“-4分布组”，应力小的分布为“-5分布组”(-5表示第5孔无螺钉固定)；骨折的位移大的分布为“-5分布组”，位移小的分布为“-3分布组”。128种螺钉分布中，第1，6孔单皮质固定组和双皮质固定组螺钉、钢板应力和骨折位移对比差异无显著性意义；第5孔单皮质固定组、双皮质固定组、无螺钉固定组对比，无螺钉固定组的骨折位移显著大于其他两组(P <0.05)，3组螺钉应力和钢板应力差异无显著性意义。提示钢板近端第1，2孔需固定；靠近骨折端的近端2个孔(例如文章的第4，5孔)，第4孔必须固定，根据骨折稳定性判断是否固定第5孔；中间的孔可不固定；第6孔建议固定。ANSYS分析是有效的骨科临床分析方法。 -
股骨干骨折锁定钢板螺钉布局的有限元分析
为评估不同螺钉布局锁定钢板固定股骨干骨折的生物力学稳定性,针对两种不同骨折设置方式,分别建立不同长度、螺钉数目及螺钉布局的六组锁定钢板骨折内固定模型,并进行生物力学有限元分析,得到各组内固定模型在轴向载荷作用下的轴向位移与等效应力分布.研究表明,在骨折处填充相对股骨较软材料更能保证内固定系统稳定性,长接骨板少螺钉固定效果要明显优于短接骨板全螺钉固定;相同长度接骨板有选择性的螺钉布局比全螺钉布局更有效;在骨折远端进行螺钉固定可使螺钉系统应力分散,而避免在骨折近端进行螺钉固定也能缓解螺钉的应力集中.
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接骨板不同螺钉布局下骨愈合过程有限元分析
目的 探究螺钉布局方式对骨愈合的影响,为相关的骨折治疗提供基础.方法 采用有限元方法研究不同螺钉布局方式下骨愈合过程;采用骨折块应变理论(interfragmentary strain theory,IFS)模拟骨痂的生长变化过程;利用Python语言对ABAQUS进行二次开发,使得迭代过程中骨痂所划分的每个单元都根据IFS理论更新弹性模量,从而模拟骨折愈合过程.结果 不同数量螺钉对骨愈合过程的影响小于不同接骨板工作长度对骨愈合过程的影响;稳定固定的前提下,接骨板工作长度一定时,螺钉数量变化对接骨板或螺钉的应力影响较小;接骨板工作长度不同,对接骨板及螺钉的应力影响较大,且工作长度变化对螺钉上应力变化的影响大于对接骨板的影响.结论 相较于螺钉数量,对于接骨板工作的长度应着重考虑,应当遵循在保证内固定系统稳定的前提下,减少接骨板上的螺钉数量,并对接骨板工作长度的选择进行恰当的选择.
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基于正交试验的股骨干骨折内固定系统螺钉布局的参数化研究
目的 评估锁定钢板固定股骨干骨折时不同螺钉布局对股骨干骨折内固定系统稳定性的影响,为股骨干骨折内固定系统螺钉布局的临床研究提供指导.方法 针对4组螺钉的3个参数化水平进行正交试验方案设计,分别对9组不同螺钉布局的股骨干骨折内固定系统进行生物力学有限元分析,得出各组试验的4项考察指标:接骨板大等效应力、螺钉大等效应力、股骨大等效应力及内固定系统大轴向位移,并利用权矩阵分析方法进行正交试验数据分析.结果 不同组别螺钉参数对内固定系统稳定性的影响权重不同,4组螺钉参数中对内固定系统稳定性影响的大权重分别为13.86％、7.57％、7.53％及5.91％.结论 正交试验中螺钉布局的佳方案为第1组螺纹孔不固定螺钉,第2组螺纹孔固定单皮质螺钉,第3、4组螺纹孔固定双皮质螺钉.
