强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松Evans Ⅱ型股骨转子间骨折最佳骨水泥量的有限元分析

作者：麦合苏木·阿卜杜瓦克; 金格勒; 安慧刚; 冯兴超; 叶尔扎提·哈加合曼; 曹力; 杨毅^*

来源：中华解剖与临床杂志, 2022, 27(12): 823-830.

• 骨质疏松性骨折
• 股骨转子间骨折
• 强化螺钉
• 骨水泥量
• 有限元分析

目的探讨强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松EvansⅡ型股骨转子间骨折的最佳骨水泥量。方法选取2020年10月5日新疆医科大学第一附属医院1例73岁女性左股骨粗隆间骨折患者的双侧髋部及股骨CT资料, 导入Mimics 20和 Geomagic Wrap 2017软件构建右侧股骨三维模型。使用Solidworks 2017软件建立强化螺钉模型, 并将右侧股骨三维模型与强化螺钉模型按照常规标准手术技术进行装配、组合;使用Geomagic Wrap 2017软件在组合后的模型上模拟EvansⅡ型骨折, 在股骨转子间骨折不同骨水泥量强化螺钉固定模型与EvansⅡ型骨折模型组装完成后, 施加载荷。截取强化螺钉近端周围部分松质骨重新定义为骨水泥部件, 按包裹水泥量的不同分别建立A模型(2 mL)、B模型(3 mL)、C模型(4 mL)、D模型(5 mL)、E模型(6 mL)5个模型组, 设置材料参数、边界条件、施加载荷后储存为K文件, 分别导入Ansys 2019软件中进行有限元分析。观察对比不同骨水泥量强化螺钉固定模型中骨水泥表面对股骨头近端松质骨的切割情况, 股骨颈内翻、内旋角度, 强化螺钉应力分布情况, 以及股骨近端位移情况。结果 A、B、C、D模型组骨水泥表面对股骨头近端松质骨切割最轻微, E模型组切割程度最严重。A、B、C、D、E模型组中股骨颈内翻角度分别为5.2°、6.0°、4.5°、5.1°、2.6°, 股骨颈内旋角度分别为1.1°、1.4°、0.9°、1.0°、0.4°, 其中E模型组股骨颈内翻角、内旋角均最小。A、B模型组骨水泥量模型应力主要集中在螺钉和主钉连接处;C、D模型组骨水泥量模型应力大部分集中于螺钉和主钉连接处, 应力有向主钉分散的趋势;E模型组骨水泥量模型应力主要分布在强化螺钉的尾端, 6 mL骨水泥量强化螺钉模型载入股骨转子间骨折模型后, 在股骨大粗隆处出现新的骨折。A、B、C、D、E模型组中, 股骨近端位移分别为7.7、8.4、8.2、8.1、13.7 mm;其中E模型组股骨近端位移最大, 出现了骨水泥漏, 且在强化螺钉模型载入股骨转子间骨折模型后, 在股骨大粗隆处出现新的骨折。结论强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松EvansⅡ型股骨转子间骨折, 使用2～4 mL骨水泥量, 具有较好的生物力学效应。

• 单位
  新疆医科大学第一附属医院