螺钉、克氏针内固定治疗距骨颈骨折的三维有限元分析

目的利用三维有限元法分析克氏针、螺钉内固定治疗距骨颈骨折的稳定性,为临床上研究距骨颈骨折内固定最佳力学环境提供生物力学理论依据。方法获取健康男性志愿者左足及胫腓骨远端骨CT扫描信息,利用Mimics软件对距骨行三维建模;所有数据以点云格式输出到Geomagic软件编辑,得到模型实体,把所有数据以IGES格式输出;之后导入到Ansys软件中,利用该软件对克氏针、螺钉造模并模拟距骨颈骨折模型,分别用空心螺钉、克氏针对骨折进行固定,而后分别对模型赋予单元类型和属性建立有限元模型。在模型的胫距关节的距骨关节面垂直施加2 100 N的压力进行非线性分析。结果后侧入路内固定骨折面接触压力最大为7.23 MPa,骨折间隙最小为0.199 451 mm;前侧入路内固定分别为6.991 MPa、0.249 261 mm。螺钉内固定的骨折面接触压力最大为7.23 MPa,骨折间隙最小为0.199 451 mm;克氏针分别为6.958 MPa、0.242 006 mm。多根固定的骨折面接触压力最大为7.23 MPa,骨折间隙最小为0.199 451 mm;单根固定分别为6.976 MPa、0.243 946 mm。结论利用三维有限元法可对克氏针、螺钉内固定治疗距骨颈骨折的稳定性进行对比分析,得出最适用于距骨颈骨折内固定的最佳力学环境;双螺钉由后向前固定治疗距骨颈骨折的稳定性优于其他固定方式。