下頜骨髁突矢狀骨折內(nèi)固定及骨折愈合進(jìn)程中的三維有限元分析.pdf

1、目的：基于CT圖像利用反求工程方法建立Ⅱ型下頜骨髁突矢狀骨折、不同堅(jiān)固內(nèi)固定技術(shù)及骨折愈合進(jìn)程中的幾何模型和有限元模型，以模擬計(jì)算不同內(nèi)固定方式下微型鈦板的應(yīng)力分布，從而為下頜骨髁突矢狀骨折堅(jiān)固內(nèi)固定提供理論依據(jù)和臨床指導(dǎo)。
　　方法：運(yùn)用反求工程軟件、CAD軟件和有限元軟件建立下頜骨的三維有限元模型。在模型上進(jìn)行咬合加載，分析Ⅱ型髁突矢狀骨折不同內(nèi)固定方式下，不同內(nèi)固定物的應(yīng)力分布。通過比較不同愈合時期骨折游離端的最大轉(zhuǎn)角、最大

2、位移，鈦板所受的最大等效應(yīng)力，以此評價(jià)不同內(nèi)固定方式的生物力學(xué)效果。
　　結(jié)果：本實(shí)驗(yàn)建立了高幾何相似性和力學(xué)相似性的下頜骨皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨三維有限元模型，在此模型的基礎(chǔ)上，建立了右側(cè)髁突Ⅱ型矢狀骨折不同內(nèi)固定方式的有限元模型：（1）一枚四孔“一”字形微型鈦板固定，共有30489個節(jié)點(diǎn)、173677個單元；（2）兩枚四孔“一”字形微型鈦板固定（二者平行），共有36711個節(jié)點(diǎn)、187199個單元；（3）一枚四孔“一”字形微型鈦板，一

3、枚四孔“L”形微型鈦板同時固定，共有31427個節(jié)點(diǎn)、198676個單元；（4）兩枚四孔“L”形微型鈦板固定（成角固定），共有41407個節(jié)點(diǎn)、211113個單元。以及其不同愈合時期（術(shù)后當(dāng)天、第四周、第八周、第十二周）的有限元模型。術(shù)后當(dāng)天四種內(nèi)固定方法（1個“一”字形、2個“一”字形、1個“一”字形+1個“L”形、2個“L”形）骨折游離端位移依次為0.879 mm、0.883 mm、0.887 mm、0.877 mm；骨折游離端最大

4、轉(zhuǎn)角依次為0.038°、0.020°、0.017°、0.018°；鈦板上最大等效應(yīng)力依次為：2297MPa、530.324MPa、897.06MPa、600.61MPa。術(shù)后第四周四種內(nèi)固定方法骨折游離端位移依次為0.877mm、0.862mm、0.868mm、0.859mm；骨折游離端最大轉(zhuǎn)角依次為0.039°、0.028°、0.032°、0.045°；鈦板上最大等效應(yīng)力依次為：556.081MPa、445.17MPa、532.523

5、MPa、468.725MPa。術(shù)后第八周四種內(nèi)固定方法骨折游離端位移依次為0.862 mm、0.862 mm、0.868 mm、0.859 mm；骨折游離端最大轉(zhuǎn)角依次為0.028°、0.028°、0.028°、0.036°；鈦板上最大等效應(yīng)力依次為：317.091 MPa、443.71MPa、528.108MPa、465.505MPa。術(shù)后第十二周四種內(nèi)固定方法骨折游離端位移依次為0.862 mm、0.862 mm、0.868 mm、

6、0.859 mm；骨折游離端最大轉(zhuǎn)角依次為0.025°、0.028°、0.028°、0.046°；鈦板上最大等效應(yīng)力依次為：239.631MPa、443.294MPa、527.404MPa、463.686MPa。
　　結(jié)論：從力學(xué)效果分布均勻角度看，采用兩個“一”字形鈦板固定髁突骨折可為下頜骨系統(tǒng)提供較穩(wěn)定的應(yīng)力分布，次之為一個“一”字形與一個“L”形鈦板的組合；從骨折斷端位移角度看，兩個“L”形鈦板提供穩(wěn)定的固位，其次為兩個“一