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《南华大学》 2012年
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骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统的三维有限元分析

张永虎  
【摘要】:目的: 1、用有限元的方法分析骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统的力学性能; 2、比较骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统固定骶髂关节和骶髂关节螺钉固定骶髂关节的稳定性。 方法: 健康成年男性骨盆CT轴位扫描,获取应用于建立三维有限元模型的相关资料,使用Mxliteview Vertion1.18、Mimics10.0、GeoMagic Studio9.0、HyperMesh、Ansys11.0等建立单侧骶髂关节脱位(右侧,下同)三维有限元模型,并根据骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统及骶髂关节螺钉(2根)数据建立相对应的三维有限元模型,导入单侧骶髂关节脱位模型,设定边界及载荷条件,进行生物力学三维有限元分析,分析骨盆模型应力、应变及移位变化分布云图,比较分析两种不同固定方法治疗中骨盆的稳定性。 结果: 1、建立单侧骶髂关节脱位三维有限元模型、骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统及骶髂关节螺钉三维有限元模型并进行生物力学三维有限元分析,结果显示在生理载荷状态下骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统符合生物力学原理,固定单侧骶髂关节脱位时位移更小,骨盆稳定性更强:骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统组(实验组)骨盆稳定性优于骶髂关节螺钉组(对照组),垂直加载条件下稍微具有优势,但不明显;左扭载荷下,实验组骨盆最大位移比对照组小约32.7℅,实验组骶骨最大位移比对照组小约32.0℅;右扭载荷下,实验组骨盆最大位移比对照组小约30.3℅,实验组骶骨最大位移比对照组小约21.7℅; 2、骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统生物力学三维有限元分析结果显示螺钉的应力相对集中点均位于S1(骶1)锁定钉与主接骨板钉道内侧、底部边缘的结合处。三种生理载荷状态下,骨质最大应力,实验组均小于对照组。 结论: 1、建立骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统及骶髂关节螺钉三维有限元模型并进行生物力学三维有限元分析,结果显示骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统固定单侧骶髂关节脱位比骶髂关节螺钉固定骶髂关节更稳定; 2、骶髂关节多轴锁定解剖型接骨板螺钉系统的三维有限元分析结果对于该器械的改进具有指导作用:适当增粗S1锁定钉、改薄主接骨板、增大S2钉道活动弧度,等。
【学位授予单位】:南华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R687.3

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