胫骨近端不同程度骨缺损联合骨水泥钢板内固定的三维有限元分析

作     者：高大海 

作者单位：承德医学院 

学位级别：硕士

导师姓名：金宇

授予年度：2019年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主      题：胫骨近端 骨缺损 锁定钢板 生物力学 有限元分析 

摘      要：目的:采用有限元分析方法探讨胫骨近端前内侧壁肿瘤相关不同程度骨缺损骨折风险及内固定后受力情况,为临床治疗选用合适内固定提供理论依据。方法:选择1名健康男性志愿者,采用CT扫描及三维有限元软件等完成胫骨三维有限元模型。(1)在胫骨前内侧壁、胫骨平台下25mm处选点,以过该点的冠状径的1/5,2/5,3/5,4/5为直径,分别建立半球形缺陷模型A1、A2、A3、A4。(2)分别向缺损中填充骨水泥修复,得到模型B1、B2、B3、B4。(3)在B类模型的基础上,分别给予锁定钢板固定,得到模型C1、C2、C3、C4。以正常人体行走时胫骨平台轴线受力为加载载荷,进行有限元分析。结果:完整胫骨模型最大应力49.20MPa,单纯缺损模型A组,骨的最大应力值范围在54.58-214.45 MPa之间,缺损小于3/5时,增长趋势稍缓,当缺损大于横径3/5时,最大应力值突然增大,超过了胫骨的屈服强度125MPa;当大于4/5缺损时,甚至超过了极限强度178MPa。骨水泥填充模型B组,骨的最大应力范围在50.25-208.16MPa之间,四组模型的最大应力较A组均有下降,但B3、B4模型最大应力仍大于125MPa,骨水泥受力在36.54-115.23之间,B3、B4组骨水泥应力超过骨水泥屈服强度85MPa;骨水泥填充缺损联合锁定钢板固定模型C组,骨的最大应力范围在8.87-48.94MPa之间,骨水泥应力在5.02-25.47MPa之间,钢板及螺钉最大应力在50.06-84.14之间,各材质均远小于屈服强度。结论:对于胫骨近端内侧壁骨缺损3/5冠状径的,可仅给于骨水泥填充修复。对于骨缺损≥3/5冠状径的,必须在骨水泥填充的基础上联合锁定钢板内固定。