不同股骨近端外侧壁厚度置入动力髋螺钉固定失效风险的有限元分析

目的 建立不同厚度股骨近端外侧壁动力髋螺钉内固定的三维有限元模型,分析股骨近端外侧壁厚度对动力髋螺钉内固定生物力学稳定性的影响.方法 利用Mimics 13.0软件建立AO 31-Al型股骨粗隆间骨折动力髋螺钉内固定的三维有限元模型,分别建立外侧壁稳定型(30 mm)、外侧壁相对稳定型(20 mm)及外侧壁危险型(10 mm)模型.施加人体正常生理载荷情况下比较30mm组、20 mm组、10mm组动力髋螺钉螺纹处应力.结果 模拟正常人标准体重500N载荷下的Mises应力分布云图,云图显示动力髋螺钉内固定模型在股骨上段应力集中于股骨粗隆内侧区,最大应力区域趋向于股骨近端后内侧.骨折端的应力也相对集中,而且随着股骨近端外侧壁厚度递减,拉力螺钉在骨折端应力逐渐增加,位移增大,表明股骨近端外侧壁厚度对内固定稳定性有一定的影响.10 mm组动力髋螺钉螺纹处应力明显高于30 mm组和20 mm组,而30 mm组与20 mm组动力髋螺钉螺纹处应力差异无统计学意义(P＞0.05).结论 采用动力髋螺钉内固定治疗外侧壁不稳定股骨粗隆间骨折时极有可能导致内固定应力增加,从而导致内固定疲劳、内固定松动,而选择髓外固定系统治疗此类骨折时需重建股骨近端外侧壁功能.