天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折和骨不连的三维有限元分析

目的 :研究天鹅型记忆接骨器 (SMC)治疗骨折和骨不连及其产生的动态记忆应力促进骨愈合的生物力学基础。 方法 :利用计算机仿真三维有限元技术 ,对 SMC固定肱骨的生物力学行为进行模拟 ,接骨器有限元模型共划分了 3 487个单元 ,节点数为 5 397,单元采用 2 0节点四面体三维砖块单元 ;肱骨有限元模型共划分 5 783个单元 ,节点数为 986 3,单元采用 10节点四面体三维单元。结果 :接骨器固定肱骨后其内表面受拉力 ,外表面受压力 ,变形最大的加压部第一结构主应力最大值分别为 2 2 4.5 MPa和 - 34MPa,远小于其极限应力与疲劳极限 ;其维持轴向的动态记忆持骨力为 12 5 .0 5 N,纵向动态记忆加压力 196 N;被固定肱骨应力分布均匀 ,各节点所受应力主要为正应力。结论 :SMC有良好的耐疲劳与重复使用性 ,其固定后产生的动态记忆加压应力场 ,有利于固定肱骨的稳定并促进骨愈合。

天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折和骨不连的生物力学研究

目的 :研究天鹅型记忆接骨器 (SMC)治疗骨折骨不连的生物力学特征。 方法 :利用电测、二维 (2 D)、三维 (3D)光弹性技术 ,通过贴片、标定电测得到 SMC的载荷 -应变曲线 ,并通过固定新鲜人体肱骨 ,计算 SMC的动态记忆持骨力值 ;通过 2 D光弹性技术计算 SMC鹅颈加压部动态记忆加压力值 ;用精密浇铸法得到肱骨环氧树脂 3D光弹性模型 ,模仿临床使用 ,得到SMC固定下的肱骨模型 3D应力场分布 ,同时利用 L eize偏光显微镜结合三维光弹法 ,计算肱骨模型考察点 3D应力场中的 6个应力分量。 结果 :电测 SMC动态记忆持骨的生物学力值为 110 .35 N。 2 D光弹测得纵向动态记忆加压力为 16 3.88N。 3D光弹测得 SMC的鹅颈 -加压部、鹅体 -接骨板部、鹅翼 -持骨部三部相互协调 ,记忆持骨 ,形成动态 3D立体固定 ,产生全场应力分布。3D应力分离表明 SMC固定后骨折端的应力基本为正应力。结论 :SMC空间立体记忆固定的应力场 ,有利于骨折、骨不连的治疗 。

髋臼三维记忆内固定系统治疗髋臼后壁骨折的有限元分析

目的:探讨髋臼三维记忆内固定系统治疗髋臼后壁骨折及其产生的动态记忆应力促进骨愈合的生物力学基础。方法:实验于2006-01在长海医院进行。利用计算机仿真三维有限元技术,对髋臼记忆内固定系统固定髋臼后壁骨折的生物力学行为进行模拟,BaⅡ型三维有限元模型共划分7946个单元,2520个结点;BbI型三维有限元结构共划分1787个单元,623个结点,单元采用TET4单元;髋臼有限元模型共划分5783个单元,节点数为9863,单元采用10节点四面体三维单元。结果:①变形最大在加压部,BaⅡ型所受最大压应力和张应力分别为228MPa和-24.5MPa,其维持纵向的动态记忆持骨力196N;BbI型所受压应力和张应力分别为108MPa和-4.5kPa,其维持轴向的动态记忆加压力为125.05N,二者皆远小于其极限应力及疲劳极限。②被固定髋臼后壁骨块应力分布均匀,各节点所受应力主要为接近生理载荷的正应力,无论在后壁骨折的上、下及内侧骨折面,骨折断层的应力分布表现为记忆导向孔附近应力较大,为垂直骨折面的压应力(最大压应力7.00MPa),近髋臼窝边缘处骨折面表现为张应力。结论:髋臼记忆内固定系统有良好的耐疲劳与重复使用性,其固定后产生的动态记忆加压应力场,有利于固定髋臼后壁骨折的稳定、预防废用段的发生并促进骨折愈合。