预防股骨头坏死塌陷的内置物设计及有限元分析

目的基于目前股骨头植入装置对股骨头支撑不足的问题,设计一种帽形股骨头内置物并运用有限元分析探讨植入后对股骨应力分布的影响,评估其在临床应用的可能性。方法股骨头内置物由弧形帽和柱形短柄组成,弧形帽采用多孔材料;选取一名健康成人股骨为研究对象,根据CT扫描图像建立正常股骨头模型和植入术后远期有限元模型;根据骨密度分区设置材料属性,施加双足站立生理载荷条件,计算分析植入内置物前后股骨应力分布。结果术后内置物弧形帽下方骨组织节点应力均值低于术前模型,差异具有统计学意义;股骨颈部应力峰值及接触内置物柄部末端的区域应力水平增加,股骨其他结构的应力无显著变化。结论帽形内置物植入后能够降低股骨头应力水平并形成稳固支撑结构,有希望应用于股骨头坏死早期的临床治疗。

可调角度自锁式胫骨下段解剖型钢板的研制与生物力学测定

目的研制可调角度自锁式胫骨下段解剖型钢板，并测试其生物力学性能，为临床应用提供科学依据。方法根据国人胫骨下段的解剖特征，自行研制可调角度自锁式胫骨下段解剖型钢板。选用6对（左、右侧）新鲜尸体胫骨标本制作骨折内固定模型，随机分A组（普通胫骨下段解剖型锁定钢板固定）和B组（可调角度自锁式胫骨解剖型钢板固定），每组6例。测试在858 Mini Bionix试验机上进行。对两组内固定模型分别进行轴向压缩、四点弯曲和扭转力学试验，比较两种内固定的刚度。结果钢板外形与胫骨下段匹配，自锁螺钉术中可调角度最大可达30°，安装方便。内固定模型测定：（1）压缩刚度：A组（557．53±20．72）N／mm，B组（562．80±28．26）N／mm；（2）四点弯曲刚度：A组（268．02±36．77）N／mm，B组（265．76±27．21）N／mm；（3）扭转刚度：A组（0．28±0．01）Nm／deg，B组（0．29±0．02）Nm／deg。A、B两组三项测试指标差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论可调角度自锁式胫骨下段解剖型钢板与国人胫骨下段形态匹配，自锁螺钉术中可调角度最大可达30°，安装方便。其生物力学性能与临床现用的胫骨下段固定角度锁定钢板相当，达到临床要求。