膨脹自鎖髓內釘治療股骨骨折的生物力學研究及有限元分析.pdf

1、作者研制了一種新型的髓內固定器械—膨脹自鎖髓內釘，這里對其生物力學性能與國產交鎖髓內釘進行比較及研究，為臨床應用提供有力的科學依據。為此，本實驗進行三個方面的研究：
　　一、膨脹自鎖髓內釘局部試件的生物力學研究
　　目的：對一種新型無需傳統(tǒng)鎖釘的膨脹自鎖髓內釘局部標準試件進行生物力學性能測試和研究。
　　方法：將6對新鮮股骨標本均分為兩組，做成長約10cm的骨段，分別用膨脹自鎖髓內釘局部標準試件和國產傳統(tǒng)交鎖髓內釘局部

2、標準試件內固定。分別對其進行軸向壓縮載荷、水平扭轉及三點彎曲等生物力學測試，用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。
　　結果：兩端膨脹自鎖髓內釘的抗短縮剛度、抗旋轉剛度及抗彎曲剛度均略小于交鎖髓內釘，無顯著差異；且均遠大于肢體非負重狀況下生物固定的力學要求。
　　結論：膨脹自鎖髓內釘局部試件與交鎖髓內釘局部試件相當，具有較強抗壓、抗旋和抗彎性能。
　　二、膨脹自鎖髓內釘的生物力學研究
　　目的：對膨脹自鎖髓內釘

3、進行生物力學測試及研究。
　　方法：將6對新鮮全長股骨標本制成股骨中段15mm骨缺損模型，分別用膨脹自鎖髓內釘和國產傳統(tǒng)交鎖髓內釘內固定。對兩組髓內釘分別固定的股骨缺損模型進行軸向壓縮載荷、水平扭轉及三點彎曲方面的生物力學比較，用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。
　　結果：膨脹自鎖髓內釘在抗軸向載荷、抗扭轉和抗三點彎曲剛度方面較國產交鎖髓內釘略差，沒有統(tǒng)計學意義；且均遠大于肢體非負重狀況下生物固定的力學要求。
　

4、　結論：膨脹自鎖髓內釘是一種操作簡便、結構合理、固定可靠的內固定器械，符合生物學固定的要求，有較好的臨床推廣應用前景。
　　三、膨脹自鎖髓內釘的三維有限元分析
　　目的：采用有限元分析法對國產交鎖髓內釘以及自研制的膨脹自鎖髓內釘固定股骨干骨折模型進行分析，比較其應力分布特點，通過分析得出：
　?、偬岢雠蛎涀枣i髓內釘固定股骨干骨折的適應癥；
　?、诠烙嬍褂脙裙潭ê蟀l(fā)生斷釘的危險度。
　　方法：建構正常的股骨三

5、維模型，膨脹自鎖髓內釘和國產交鎖髓內釘的三維模型，在此基礎上建立兩種髓內釘固定后的股骨骨折的三維有限元模型ZS和CT，對兩骨折模型進行軸向和行走加載，以及扭轉加載(0-50Nm)，了解各模型的應力分布特點。
　　結果：
　?、偎袪顩r股骨及髓內釘的最大應力在兩種固定情況下均是膨脹自鎖髓內釘略大于交鎖釘固定；
　?、谠谑┘?-50Nm扭矩時，膨脹自鎖髓內釘與交鎖髓內釘固定模型在25Nm扭矩以下呈線性分布；
　?、墼?/p>

6、0-1.2倍體重軸向載荷循環(huán)次數最低為：膨脹自鎖髓內釘和交鎖釘分別為1.9E+13和2.3E+13次；
　　④特征值屈曲分析，軸向沖擊載荷下，髓脹自鎖髓內釘的失穩(wěn)臨界載荷為2175.2N，交鎖釘失穩(wěn)臨界載荷為2591.8N。
　　結論：
　　1、膨脹自鎖髓內釘適用于大多數交鎖釘的適應癥。
　　2、膨脹自鎖髓內釘結構合理，有良好的生物力學性能，能滿足股骨骨折內固定及鍛煉的需要。
　　上述結論尚需進一步的臨床研