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儿童股骨近端两种钢板力学特性的有限元分析比较

肖睿  
【摘要】: 目的 1.用有限元的方法分析儿童股骨近端解剖型钢板和锁定钢板的力学特性。 2.对儿童股骨近端解剖型钢板螺钉系统的优化改进提出初步指导方案。 方法 健康发育儿童自股骨头上方起对两侧股骨上段进行自上而下螺旋CT轴位扫描,获取用于建立三维有限元模型的相关资料,使用Mimics12.11数字化三维医学影像交互式软件、ANSYS10.0有限元处理软件,建立股骨粗隆下骨折模型,并根据钢板螺钉数据建立儿童股骨近端解剖型钢板及锁定钢板螺钉三维有限元模型,导入骨折模型,设定边界及载荷条件,进行生物力学三维有限元分析,得出钢板螺钉的应力、应变值及骨折端位移值并进行统计学分析。 结果 1.建立了儿童股骨粗隆下骨折和儿童股骨近端解剖型钢板螺钉及锁定钢板螺钉的三维有限元模型并对之进行了生物力学三维有限元分析。结果显示在生理状态载荷下锁定钢板较解剖型钢板应力分布更加均匀且应力遮挡效应更小,骨折断端的移位也更小。 2.儿童股骨近端锁定钢板螺钉的生物力学三维有限元分析结果显示锁定螺钉的应力相对集中部位位于钉帽与钉杆移行处。 结论 1.建立了儿童股骨近端解剖型钢板和锁定钢板的三维有限元模型,两种钢板螺钉力学属性的分析结果显示了锁定钢板在治疗儿童股骨粗隆下骨折时的优越性,改进优化儿童股骨近端解剖型钢板是有必要的。 2.儿童股骨近端锁定钢板的三维有限元模型的分析结果对钢板与螺钉改进有明确的指导作用。


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