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固定不同胫骨干骨折的有限元分析

发布于:2016-09-11 14:38
有限元分析

      伴随着78世纪30年代初学派的兴起,多种创新性的骨折内固定技术与器材相继被研发和应用,锁定方式加压钢板正是其中的方法之一。它是在钢板的基础上于年研发出来的一种全新的接骨板内固定系统被认为是进行骨折内固定较为理想的固定材料,近几年来被广泛应用于经皮微创接骨术,方法是以内固定支架的形式来进行治疗四肢长骨干骨折。目前,大多数国内外学者对锁定加压钢板治疗四肢骨折的研究集中在临床应用及临床疗效的回顾性研究,也有不少学者将其与髓内钉,剖解加压钢板等进行临床比较,还有少数学者在动物及尸体标本上进行生物力学检测。尽管锁定加压钢板在国内外临床得到广泛的应用,钢板自身的力学特性研究也已经相当清楚,但锁定加压钢板应用到人体骨折后的生物力学研究尚有不足,缺乏有临床引导意义的力学分析结果。有限元分析是近些年来广泛应用于医学领域的一种研究手段,近年来,众多国内外学者通过三维有限元分析的方法对骨折内固定进行了研究。
      本课题正是基于此,选取平常最常见的骨折之一:胫骨干骨折,利用三维重建App建正常成人胫腓骨的三维模型,并在有限元分析App中进行复合,建立锁定加压钢板固定不同胫骨干骨折的三维有限元模型,然后进行负荷加载力学分析,从而得出不同骨折模型中的应力分布数据,探讨不同类型胫骨干骨折的应力分布情况。
      锁定加压钢板固定不同类型胫骨干骨折模型均成功加载,取得的有限元配图均采用三维模型的应力分布图。经有限元分析计算测得结果如下:F在轴向压缩载荷下,锁定钢板在各组的应力大小情况为:粉碎组>横行组>斜行组>螺旋组;钢板应力分布区域在横行和斜行组靠近钢板中央,粉碎组应力靠近骨折线上段,螺旋组应力集中于骨折线下段。胫骨在各组的应力大小情况为:粉碎>斜行组>横行组>螺旋组;各组中胫骨应力分布区域均为在骨折线以上靠近段,骨折线以下靠近骨折线。
      在斜向压缩载荷下,锁定钢板在各组的应力大小情况为:粉碎组>横行组>斜行组>螺旋组。钢板应力分布区域在横行、斜行及螺旋组靠近骨折线下段,在粉碎组靠近骨折线上段;胫骨在各组的应力大小情况为:粉碎组>斜行组>横行组>螺旋组;应力分布区域在横行、斜行、粉碎性各组远离骨折线,在螺旋形靠近骨折线。
      临床相关研究现状及意义:归因于科技的发展和社会的进步,近些年来交通伤及高空坠落伤等高能量损伤呈现逐年上升趋势,而胫骨作为人体重要的负重骨骼,其骨折的发生率也相当高,其中很大一部分为不同类型的胫骨干骨折。作为一种工业研究工具,首次将有限元分析引用到骨科领域,目前在医学界已经得到广泛发展及应用。运用有限元分析App,在计算机中建立的原始三维模型,可以进行无数次加载组合而不会被损坏,而且也可以进行修正以模拟任何病理状态。突破了现实标本的限制,极大地增强了骨科研究者的科研能力。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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