股方肌骨瓣移植联合内固定治疗青壮年股骨颈骨折有限元分析

目的 应用有限元分析研究股方肌骨瓣移植联合内固定治疗青壮年股骨颈骨折的生物力学特性.方法 选取1名健康青年志愿者的股骨原始CT数据,导入Mimics软件,模拟股骨颈骨折、股方肌骨瓣植入及空心钉置人,重建股骨近端三维有限元模型.在股骨头顶端轴向加载1 000 N应力,比较空心钉分布(正三角、倒三角)、骨折部位位置(头下型、经颈型、基底型)、前倾角(+5°、+10°、0°、-5°、-10°)和颈干角(+5°、+10°、0°、-5°、-10°)分别不同时,内固定和股骨模型的应力峰值和应力集中点的区别.结果 股骨和空心钉应力集中区域均分布于股骨颈及股骨干交界处的外侧皮质.倒三角空心钉的应力最小,峰值为(32.2±0.93)MPa;经颈型骨折的应力最小,峰值为(34.56±0.82)MPa;前倾角和颈干角为正常解剖角度的(对应模型中0°位)应力最小,峰值均为(34.56±0.82)MPa.结论 股方肌骨瓣对股骨近端的力学变化影响很小,可以忽略;3枚空心钉的数量刚好,倒三角分布在力学特性和减少股骨头塌陷上好于其他形式;股骨正常的前倾角和颈干角应力最小.