【摘 要】
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目的:通过有限元分析技术,比较肱骨头内不同大小骨缺损的肱骨近端三部分骨折,在应用锁定钢板内固定联合植骨与单纯锁定钢板内固定两种方案治疗后的生物力学稳定性,比较肱骨及内固定的应力、位移分布及其最大值,为该部位骨折的临床治疗提供参考意见。方法:通过医学影像软件对肱骨近端CT数据加工处理,利用造模软件对肱骨近端的骨折线和肱骨头内缺损进行设计建模,并建立锁定钢板和螺钉的内固定模型。随后根据AO骨折治疗原则
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目的:通过有限元分析技术,比较肱骨头内不同大小骨缺损的肱骨近端三部分骨折,在应用锁定钢板内固定联合植骨与单纯锁定钢板内固定两种方案治疗后的生物力学稳定性,比较肱骨及内固定的应力、位移分布及其最大值,为该部位骨折的临床治疗提供参考意见。方法:通过医学影像软件对肱骨近端CT数据加工处理,利用造模软件对肱骨近端的骨折线和肱骨头内缺损进行设计建模,并建立锁定钢板和螺钉的内固定模型。随后根据AO骨折治疗原则将内固定和肱骨近端骨折模型进行装配,并分组:A组为内固定联合植骨治疗组;B组为骨缺损为1cm3时,单纯内固定治疗组;C组为骨缺损为2cm3时,单纯内固定治疗组。以上三组模型利用有限元前处理软件进行网格化处理后,导入有限元分析软件进行赋值计算,最后根据有限元分析结果云图,比较肱骨及内固定的应力、位移分布情况及其最大值。结果:经肱骨大结节施加50N的水平载荷,并在肱骨远端分别加载100N、200N轴向载荷,其有限元分析结果如下:1.肱骨模型:A组的最大应力分别为15.29MPa、58.10MPa,最大位移为0.017mm、0.210mm;B组的最大应力分别为15.68MPa、62.23MPa,最大位移分别为0.019mm、0.225mm;C组的最大应力分别为43.23MPa、95.41MPa,最大位移分别为0.030mm、0.466mm。2.内固定模型:A组的最大应力分别为33.32MPa、177.6MPa,最大位移分别为0.014mm、0.166mm,B组的最大应力分别为43.41MPa、181.3MPa,最大位移分别为0.015mm、0.176mm;C组的最大应力分别为80.72MPa、282.7MPa,最大位移分别为0.023mm、0.311mm。在两种载荷加载情况下,A组和B组的肱骨和内固定最大应力和最大位移没有显著差异,且均位于安全范围内,而C组模型肱骨最大应力显著大于A组和B组,且在轴向载荷加大时,C组肱骨上的最大应力达到了95.41MPa,超过了皮质骨的屈服强度95MPa,有二次骨折风险。结论:1.当肱骨头内缺损大小在1cm3左右及以下时,单纯锁定钢板内固定方案和锁定钢板内固定联合植骨方案治疗肱骨近端Neer三部分骨折,在生物力学方面没有明显的差异,均较为稳定可靠,因此可以不进行植骨。2.当肱骨头内缺损为1-2cm3时,肱骨所受到的最大应力会随着缺损的增大而升高,内固定联合植骨治疗方案具有更好的生物力学稳定性,是否植骨需要术者结合实际缺损大小及位置、患者经济情况和植骨的风险综合考虑决定。3.当肱骨头内缺损大小达到2cm3及以上时,锁定钢板内固定联合植骨治疗方案明显比单纯锁定钢板内固定治疗方案更为安全可靠,具有更好的生物力学稳定性。
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