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摘要
目的通过有限元分析对比经骶2骶骨翼髂骨(S2-alar-iliac, S2AI)螺钉与骶1螺钉连接固定(S2AI screw and S1 screw fixation, S2AI-S1)与传统骶髂螺钉治疗DenisⅡ区骶骨骨折的生物力学稳定性。方法对1名骨性结构正常的男性志愿者的腰椎及骨盆行CT扫描及三维重建, 采用ANSYS 17.0软件构建右侧DenisⅡ区骶骨骨折及耻骨联合损伤的有限元模型。骨盆前环统一采用五孔钢板固定, 骨盆后环分别采用:骶髂螺钉, S1节段半螺纹空心钉;S2AI-S1;经骶2骶骨翼髂骨螺钉与对侧骶1螺钉连接固定(S2AI screw and contralateral S1 screw fixation, S2AI-CS1)。通过约束双侧髋臼软骨并在L4椎体上方施加500 N垂直应力, 比较上述三种固定模型骶骨最大位移、最大von Mises应力和垂直刚度。结果在垂直方向和前后方向上骶骨最大位移方面, S2AI-S1模型均最小, 分别为1.40 mm、1.40 mm, 而S2AI-CS1模型均最大, 分别为1.60 mm、1.56 mm;在水平方向上骶骨最大位移方面, S2AI-S1模型最小(0.19 mm), 而骶髂螺钉固定模型最大(0.37mm);在内固定最大von Mises应力方面, 骶髂螺钉模型的应力最大(216.02 MPa), 而S2AI-S1模型应力最小(39.82 MPa);在螺钉周围骨最大von Mises应力方面, 骶髂螺钉模型应力最大(39.68 MPa)而S2AI-S1模型应力最小(31.56 MPa);在S1椎体上表面中心点垂直位移方面, 骶髂螺钉、S2AI-S1及S2AI-CS1组分别为0.83 mm、0.73 mm及0.93 mm。以S1椎体上表面中心点垂直位移预测三组模型垂直刚度从大到小依次为S2AI-S1、骶髂螺钉及S2AI-CS1。结论 S2AI-S1在三维有限元分析中具有良好的生物力学稳定性, 可作为骶骨骨折治疗的一种新型内固定方式。
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