骨退化程度对肱骨外科颈骨折影响的有限元分析

目的肱骨近端骨折最常见的类型是外科颈骨折。本文旨在研究肱骨外科颈骨折的力学机制和骨退变对骨折的影响。为肱骨外科颈骨折的治疗和预防提供参考数据。方法按照材料力学性能下降、松质骨体积分数下降和皮质骨厚度下降3种骨退化评定指标构建了骨退化的右臂肱骨有限元模型。计算人侧向跌倒时,以手撑地,肱骨处于外展45°的中立位的轴向撞击骨折,获得了肱骨外科颈骨折线走向、骨折形态,断裂起始点的时间-应力曲线。结果计算结果表明,骨退化程度越高,断裂时间越短,断裂应力越小。裂纹从肱骨内侧开始萌生,然后逐渐扩展至外侧,最终完全断裂。肱骨内侧骨折线平整单一,由形似“一根线”的细缝逐渐扩展至外侧,肱骨外侧裂口不规则,被挤压出碎块。随着骨退化程度的增大,外侧小碎块逐渐增多,裂口多呈现锯齿状。结论肱骨内侧裂纹是由拉应力产生的,而外侧裂纹是由压应力产生的。肱骨皮质骨厚度可作为骨折风险的预测指标,方便临床医生直接通过X光图像评估骨折风险。同时本文揭示了肱骨外科颈骨折的力学机制,为预防和治疗肱骨外科颈骨折提供了参考数据。