摘要：背景:股骨转子间骨折髓内与髓外固定方式的力学特点一直是有限元研究的热点,但国内对于股骨近端张力及压力侧对比研究较少。课题组研究发现,股骨近端应力带的分布是研究骨折及内固定设计与使用的重要依据。目的:探讨股骨转子间骨折采用髓内及髓外固定对股骨近端压力侧及张力侧的应力影响。方法:通过对志愿者股骨CT扫描,Mimics建模,模拟EvansⅠ型股骨转子间骨折,分别采用股骨近端防旋髓内钉及动力髋螺钉固定,模拟双下肢负重时股骨近端的应力状况,运用Abaqus 6.13有限元分析软件进行计算,并对不同固定方式下股骨近端、固定器械压力侧及张力侧的应力进行分析。结果与结论:(1)股骨近端防旋髓内钉组压力侧及张力侧的应力均小于动力髋螺钉组,股骨近端防旋髓内钉固定后股骨近端的应力更加趋向于生理状态;(2)结果提示,股骨转子间骨折髓内固定较髓外固定具有更好的力学优势,髓内固定有利于股骨近端压力侧及张力侧的保护。

摘要：目的比较防旋股骨近端髓内钉（PFNA）与Intertan两种髓内固定方式治疗股骨转子间骨折的效果。方法回顾性分析54例股骨转子间骨折患者的临床资料。其中行Intertan髓内钉固定14例,PFNA内固定40例,比较两组手术时间、术中出血情况、术后并发症及骨折愈合情况。结果除2例患者在术后随访中死亡（死于心脑血管疾病）外,其余52例平均随访（16.2±5.3）个月（14-18个月）。两组手术时间、术中出血情况、术后并发症及骨折愈合情况差异无统计学意义（P〉0.05）。结论对于EvansⅠ-Ⅲ型骨折,选用PFNA与Intertan髓内钉均可,对于EvansⅣ-Ⅴ型骨折,Intertan髓内钉设计更符合股骨近端的生物力学特点,有利于恢复股骨近端的稳定性,对复杂型转子间骨折,术后随访患侧髋关节功能评分更为理想。

摘要：背景:以防旋型股骨近端髓内钉以及亚洲型防旋型股骨近端髓内钉(PFNA-Ⅱ)为代表的新型髓内钉治疗是目前股骨转子间骨折中最常用的内固定方式,但仍然无法避免应力集中、内固定失败的风险。目的:通过有限元方法对新研制的三角股骨近端髓内钉固定不稳定型股骨转子间骨折后的生物力学性能进行分析,并与PFNA-Ⅱ进行对比,检验其设计的合理性。方法:利用股骨CT数据建立股骨近端的三维有限元模型,在此基础上制作EvansⅣ型股骨转子间骨折的三维有限元模型,对骨折模型分别使用三角股骨近端髓内钉和PFNA-Ⅱ固定。比较2种髓内钉内固定后在同一载荷下的内固定应力分布和生物力学稳定性。结果与结论:(1)三角股骨近端髓内钉和PFNA-Ⅱ固定模型的应力集中均位于螺旋刀片与主钉交界部位;(2)PFNA-Ⅱ的最大应力为214.0 MPa,三角股骨近端髓内钉最大应力为196.2 MPa;PFNA-Ⅱ固定的股骨近端位移明显大于三角股骨近端髓内钉,分别为5.37 mm和5.18 mm;(3)结果提示,三角股骨近端髓内钉固定EvansⅣ型股骨转子间骨折比PFNA-Ⅱ具有优势,固定强度更好,不容易出现内固定断裂,符合股骨转子间骨折治疗的要求。

摘要：背景:四肢骨折夹板固定是常用的治疗方法,但存在夹板制作无个体化差异,夹板易松脱,患者不能自我调整等弊端。目的:探索数字化夹板的设计方法及有限元分析。方法:通过前臂CT扫描,体表数据提取,逆向建模,修饰,制作出数字化夹板模型,并建立前臂及夹板有限元模型,赋予相应的材料属性及力学加载,通过有限元分析计算肢体总体、骨骼、软组织及夹板最大应力及位移。结果与结论:数字化夹板具有较好的肢体贴服性,对皮肤的压力比较均衡,固定过程中在允许骨折微动的同时较好保持了夹板系统的稳定性。结果表明,通过数字化建模技术可以设计出肢体贴服性强的夹板,并且显示了较好的骨折固定及力学性能。

摘要：【目的】研制一种新型安全的牵引砝码吊架。【方法】根据力学特点,设计出一种由不锈钢材料制成的新型骨科安全牵引砝码吊架,通过生物力学测试后应用于临床。【结果】临床应用中,未见砝码脱落,且临床评价优良。【结论】该新型骨科安全牵引吊架是一种安全简便、经济实用并能满足骨科牵引需要的良好器械。

摘要：背景:目前已有相关有限元模型仿真模拟了股骨骨折,并探讨了载荷速率、载荷角度及松质骨在髋部骨折中的影响,但骨小梁的断裂仿真仍缺乏相关研究。目的:仿真模拟去势大鼠骨质疏松性骨小梁压缩断裂的生物力学过程。方法:取去势大鼠右侧股骨于Micro-CT扫描股骨远端,获得大鼠股骨感兴趣区域骨微结构参数及三维模型,在Geomagic Studio几何优化后在Hypermesh 14.0前处理,包括体网格划分、设置材料属性参数、边界条件,设置载荷1200 N,作用时间2 ms,在LS-DYNA软件中进行运算。结果与结论:①感兴趣区域骨小梁显示空间分布不均;②骨小梁体积小、数量少的部位最先开始出现变形断裂,板状及较大体积的骨小梁最后发生断裂塌陷;③Von-mises应力变化趋势与骨小梁断裂塌陷趋势大致相同;④感兴趣区域骨小梁断裂塌陷过程包括了垂直塌陷和水平扭转,其中水平扭转程度及速率低于垂直塌陷,使得横断面扭转成角大小及成角速率小于冠状面成角;⑤破坏单元的剪切应力增幅及峰值较Von-mises应力小;⑥提示骨小梁断裂塌陷是个复杂的过程,包含了不同平面的变形、成角。

摘要：背景:螺旋刀片切割是股骨近端防旋髓内钉固定失效的主要类型。目前股骨转子间骨折内固定有限元研究主要通过分析静态受力分布(VonMises应力云图)预测内固定失效发生的起始部位,但不能直观展示内固定失效的过程。单元删除法可直观展示构件断裂的扩展过程,将此方法应用于内固定失效的有限元研究具有实际意义。目的:仿真模拟转子间骨折股骨近端防旋髓内钉内固定后切割失效的生物力学过程。方法:选取1名健康志愿者的原始股骨CT数据导入Mimics19.0中,经过区域增长、腔隙填充、编辑蒙罩、包裹、光滑等步骤初步建立三维模型,并在GeomagicStudio进行优化处理,得到股骨的仿真三维模型。在SolidWorks中按照股骨近端防旋髓内钉规格参数构建股骨近端防旋髓内钉三维模型,装配组件,然后导入优化的股骨仿真三维模型,根据临床手术操作技术将股骨近端防旋髓内钉固定到到股骨近端,建立股骨与股骨近端防旋髓内钉装配模型。将装配模型导入Hypermesh对模型进行四面体网格划分,构建AO31-A2.1型骨折,设置材料参数及摩擦系数,导出K文件在LS-DYNA求解。结果与结论:①股骨颈骨折块向远端骨折块滑移与小转子、股骨干相接触,螺旋刀片周围松质骨开始断裂、压缩,而后股骨头开始内翻、旋转,小转子阳性支撑使得内翻速度大于旋转速度,当小转子失去支撑后股骨颈旋转速度大于内翻速度,最终导致内固定失效;②起始时应力主要集中在外侧壁及转子下,随着载荷增加,小转子骨块的应力逐渐增大,并逐渐分散分布于转子间及转子下;③失效应变主要集中在接触界面,如与螺旋刀片相接触的外侧壁、股骨颈骨折端与小转子接触处、小转子与股骨干接触处;④股骨颈与小转子骨块是主要的不稳定部分,在失效过程中位移最明显,其中股骨头后方位移最大;⑤结果提示,AO31-A2.1型转子间骨折股骨近端防旋髓内钉内固定失效是个复合过程,包含了股骨颈短缩、内翻、旋转等失效类型。

摘要：目的运用工程力学软件Hypermesh与LS-DYNA对股骨有限元模型进行断裂力学分析,仿真股骨干中上1/3骨折的移位情况并与真实的进行对照。方法选取1例股骨干中上1/3骨折患者的健侧股骨影像学CT资料导入Mimics软件,通过区域增长、编辑笼罩、光滑包裹重建股骨健侧的三维有限元模型,将股骨模型在Hypermesh中进行有限元网格划分、定义材料属性、设定边界条件,加载受力曲线与作用点等前处理,生成的K文件导入求解器LS-DYNA中运算。结果股骨干骨折且骨折近端呈屈曲、外展、外旋移位,骨折远端向内侧移位呈现短缩畸形,且节点位移图中可见断端随着外旋、内收肌的不断牵拉,位移呈线性增加,X轴正向为骨折近端有限元节点位移,X轴负向为骨折远端节点位移,可以看出骨折远端较骨折近端位移大;同时,在Von Mises云图上股骨颈以及股骨转子间周围出现应力集中,与临床上股骨干骨折合并股骨转子间或股骨颈骨折高度一致。结论基于Hypermesh/LS-DYNA的断裂力学分析原理可以很好地应用在创伤骨科领域。

摘要：目的:分析复发性髌骨外侧脱位误治后出现髌骨向内侧脱位的临床特点、诊断、治疗及误治原因,提出防范误治建议。方法:选择1例复发性髌骨外侧脱位行手术治疗后出现髌骨内侧脱位,后进行翻修手术纠正脱位的病例,回顾相关文献,分析误治原因。结果:患者入院后考虑左侧复发性髌骨脱位,行左侧膝关节髌骨外侧支持带松解+胫骨结节内移截骨术,后患者屈膝时出现髌骨向内侧脱位,返院行左侧膝关节髌骨脱位翻修+外侧支持带紧缩术,术后膝关节稳定性恢复。结论:髌骨脱位属少见病、疑难病,临床医师应规范诊断,细致查体,严控手术指征,通过CT配合三维有限元分析软件对股骨前倾角、胫骨外旋角进行精确测量,结合MRI测量其胫骨结节-股骨滑车间距离(tuberositas tibae-trochlearrgroove distance,TT-TG),充分预估患者下肢力线扭转程度与骨性结构异常程度,进行完善的术前设计,采用合理的术式,术中谨慎操作,避免误诊、误治。

摘要：目的基于断裂力学模拟股骨成形术前后股骨颈的断裂过程,分析骨水泥干预对老年骨质疏松性髋部骨折的疗效。方法选取1例骨质疏松股骨颈骨折的健侧髋部CT资料以Dicom格式保存,导入Mimics三维建模软件重建髋部骨骼有限元模型,将模型导入工程力学软件HYPERMESH划分网格、定义材料属性、设置边界条件,生成的为对照模型;在边界条件不变的情况下,对股骨颈区域内部的有限元网格重新定义材料属性,生成的为实验模型;分别将两个模型导入动力求解软件LS-DYNA中进行运算,比较动态断裂过程以及Von Mises云图。结果对照模型股骨颈断裂,骨折线由内下向外上方走行,Von Mises云图上显示股骨颈骨折部位应力较高;实验模型股骨颈部位未见明显骨折线,Von Mises云图上显示髋部骨骼周围应力较对照组明显降低。结论从生物力学角度上,股骨成形术对于预防骨质疏松性股骨颈骨折具有可行性、实用性,为临床运用提供参考依据。