不同骨瓣修复股骨头坏死的生物力学有限元分析

• 作 者: 吴伟 喻爱喜 漆白文 李般若 李宗焕
• 机 构: 430071 武汉，武汉大学中南医院显微骨科；陕西省汉中市中心医院骨科,430071 武汉，武汉大学中南医院显微骨科,430071 武汉，武汉大学中南医院显微骨科,陕西省汉中市中心医院骨科,43007
• 出 处: 中华显微外科杂志
• 发表日期: 2017年40期
• 关键词: 有限元分析 股骨头坏死 骨瓣 生物力学

目的

应用有限元分析法评价大转子骨瓣、髂骨瓣、腓骨瓣修复股骨头坏死后的力学效果。

方法

从2016年5月至2016年9月,将获取的薄层CT数据导入医学建模软件MIMICS建立股骨模型,在模型上确定股骨头坏死的区域,坏死区域分别赋予3种不同骨瓣的材质特性,模拟三种骨瓣修复股骨头坏死的过程,最终在有限元分析软件ABAQUS里进行力学计算分析不同骨瓣修复同一股骨头坏死区域后股骨头的应力分布。

结果

股骨头出现相同的应变,腓骨瓣修复的股骨头需承受4.05 GPa压力,髂骨瓣修复的股骨头需承受3.87 GPa压力,大转子骨瓣修复的股骨头需承受2.71 GPa的压力,而正常股骨头需承受2.65 GPa压力。同时在2.5倍体重单髋负重情况下大转子骨瓣切取以后股骨近端的应力分布未发生改变。

结论

从生物力学角度,3种骨瓣在修复同一股骨头坏死时腓骨瓣修复后的股骨头载荷最大,髂骨瓣次之,大转子骨瓣修复后的股骨头载荷最小。同时切取大转子骨瓣不影响股骨近端负重。