髓内增强固定治疗骨质疏松性肱骨近端骨折的有限元分析

目的:通过有限元分析，探究何种肱骨近端锁定内固定系统（PHILOS）的髓内增强固定方式能够为治疗骨质疏松性肱骨近端骨折提供最有效的生物力学稳定性。方法:在1名老年女性（年龄78岁，骨密度T值为-3.0）志愿者肱骨CT数据基础上，通过Mimics 19.0、Geomagic Studio 12、Creo 2.0 ANSYS Workbench2019等数字医学软件建立肱骨三维有限元模型，建立不稳定性肱骨近端骨折模型，分别行单纯PHILOS固定（PHILOS组）、PHILOS结合6 cm腓骨固定（PHILOS-F-C-6组）、PHILOS结合6 cm腓骨无calcar螺钉固定（PHILOS-F-6组）、PHILOS结合9 cm腓骨固定（PHILOS-F-C-9组）、PHILOS结合9 cm腓骨无calcar螺钉固定（PHILOS-F-9组）5种方式固定。模拟肩关节外展25°的受力方式，加载200 N的压缩载荷，研究不同固定方式的内固定应力分布及骨折断端位移等数据，比较不同内固定的力学稳定性。结果:在肩关节外展25°、200 N载荷作用下，PHILOS-F-C-9组模型的内固定的最大应力、断端两点位移（38.678 Mpa、0.012 mm）较PHILOS-F-C-6组（55.321 Mpa、0.022 mm）分别下降30.08%、45.45%，PHILOS-F-9组模型的（77.012 Mpa、0.033 mm）较PHILOS-F-6组（88.106 Mpa、0.039 mm）分别下降12.48%、15.38%。PHILOS-F-C-6组模型的内固定的最大应力、断端两点位移较PHILOS-F-6组分别下降37.21%、43.59%，PHILOS-F-C-9组模型的较PHILOS-F-9组分别下降49.83%、63.63%。结论:更长的腓骨髓内支撑及calcar螺钉的放置能够降低内固定的应力，减少骨折断端的位移。