股骨颈系统治疗成人PauwelsⅢ型股骨颈骨折的有限元分析

背景:对于PauwelsⅢ型股骨颈骨折,内固定方式选择尚未达成共识.目的:采用三维有限元方法分析股骨颈系统治疗成人PauwelsⅢ型股骨颈骨折的生物力学特征,为其在临床实践中的应用提供理论依据.方法:利用志愿者CT影像资料建立PauwelsⅢ型股骨颈骨折模型,同时建立4种内固定模型:4枚空心拉力螺钉、双平面双支撑螺钉固定、经皮加压钢板、股骨颈系统.将内固定模型与股骨模型按照临床常用固定方法进行装配,最后使用Ansys软件进行加载、计算,分析各模型股骨与内固定的应力分布、应力峰值和最大位移.结果 与结论:①股骨近端骨折块应力主要分布在股骨颈下方靠近股骨距附近,4枚空心拉力螺钉组应力峰值最大,股骨颈系统组最小;②近端骨折块位移峰值4枚空心拉力螺钉组最大,股骨颈系统组最小;③股骨位移峰值经皮加压钢板组位移峰值最大,双平面双支撑螺钉固定组最小;④内固定应力主要分布在骨折面附近内固定装置表面,经皮加压钢板组应力峰值最大,4枚空心拉力螺钉组最小;⑤内固定位移峰值经皮加压钢板组位移峰值最大,双平面双支撑螺钉固定组最小;⑥结果表明,相较于其他3组,股骨颈系统显示出更小的近端骨折块应力及位移,内固定应力分布更均匀、分散,力的传导性更好.此外,双平面双支撑螺钉内固定位移峰值最小,但其内固定应力大于股骨颈系统,且应力相对集中,这可能会导致螺钉断裂.结果 说明,股骨颈系统生物力学稳定性更优,可以为骨折愈合创造更好的力学环境.