简介:目的通过有限元分析法对比双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统固定髌骨横形骨折模型的稳定性。方法基于膝关节CT扫描数据,采用Mimics、Patran及Solidworks软件分别建立双螺栓与克氏针张力带固定髌骨横形骨折的有限元模型,采用Abaqus软件模拟屈膝90°髌股关节作用力600N,分别对两个模型进行力学加载,分析位移及应力分布情况。结果螺栓系统固定治疗髌骨横形骨折时,螺栓与螺母相对最大位移为0.02396mm,骨折端的最大接触应力值为47.57Mpa,骨折端的最大等效应力57.40MPa,螺栓的最大等效应力值为119.9MPa;克氏针张力带固定治疗髌骨横形骨折时,克氏针相对最大位移为0.01338mm,钢丝相对最大位移为0.00857mm,骨折端的最大接触应力值为26.24Mpa,骨折端的最大等效应力71.34MPa,克氏针的最大等效应力值为63.1MPa,钢丝的最大等效应力值为272.2MPa。螺栓及克氏针张力带均存在应力集中现象,但最大应力值均小于屈服强度。结论双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统均能够用于髌骨横形骨折的治疗,螺栓固定的骨折端加压力更强,应力更为分散,克氏针张力带系统钢丝应力更为集中。
简介:建立小腿传统截肢和骨肌肉成形切断术两种手术的动物模型,在Simpleware6.0和Abaqus6.12软件中建立两种实体模型和有限元模型。通过模拟生理条件下应力做加载,进行有限元分析,计算表明在相同的负载条件下,骨肌肉成形切断术残端胫腓骨的相对位移在对抗屈曲、伸直、压缩载荷时比传统截肢术明显减少;胫腓上联合的相对位移在对抗屈曲、伸直、外展载荷时比传统截肢术明显减少,而对抗内收载荷时则明显增加。骨肌肉成形切断术残端在对抗屈曲、伸直、外展、压缩和旋转载荷时腓骨承受的应力比传统截肢术明显增加,而胫腓上联合的应力比传统截肢术明显降低。因此,骨肌肉成形切断术利用腓骨骨桥增加腓骨承受力并稳定上胫腓联合,消除腓骨在受力时存在的不稳定,具有良好的生物力学效果。
简介:目的探讨”组织细胞生物电能稳态失衡”概念与骨折内固定后出现应力遮挡综合症发生发展的关系。方法引入一个新的概念,即”组织细胞内环境生物电能稳态”(或”骨组织内单位体积生物电能含量稳态”)。这个概念包括骨组织细胞外基质中蛋白聚糖分子生物电能的储存量、细胞膜膜电位以及细胞内负离子含量要维持在一个正常范围。通过这一新理论阐述应力遮挡形成原因的关系。结果骨折内固定(钢板或带锁髓内钉)出现不同程度的应力遮挡现象,应力遮挡区域骨组织出现单位体积内生物电能含量不足,并且处于长期、持续性生物电能含量减低现象,导致内固定应力遮挡范围内骨组织生物电能稳态失衡,骨组织处于长期、持续性极其轻度的酸化环境中,最终出现骨组织局部骨质疏松。结论骨组织单位体积内生物电能含量持续性减低是导致骨质疏松、骨愈合缓慢(应力遮挡)的原因。
简介:研究正常大鼠骨和脊髓损伤所致大鼠骨质疏松骨的力学性质,为临床提供粘弹性力学参数.选用280~320g4~5月龄wistar雄性大鼠44只,随机分为0周空白对照组11只,3周实验组11只,7周实验组11只,11周实验组11只,0周空白组于0周处死,解剖取大鼠股骨,以生理盐水浸湿的纱布包裹,置-20℃冰箱内保存备用.对3、7、11周实验组大鼠人为造成脊髓损伤后饲养,复制骨质疏松模型.分别于3、7、11周处死实验组大鼠,解剖取大鼠股骨.对0周空白组、3周实验组、7周实验组、11周实验组大鼠股骨进行压缩应力松弛、蠕变实验.结果得出了各组大鼠股骨压缩应力松弛函数、蠕变函数及曲线.实验组的各项力学性能指标显著低于0周空白组(P<0.05).
简介:介绍一种新型无创可延长假体的延长结构,并对延长结构做应力分析和优化。利用三维设计软件PRO/E(PTC公司,美国)建立具有不同规格延长结构的三维模型;通过有限元方法分析得出优化的延长结构,并用物理实验验证。研究表明,延长结构的最大负载能力主要取决于聚缩醛(polyoxymethylene,POM)材料制成的限动管,仿真与物理实验结果所呈现的不同规格延长结构的静态力变化趋势基本一致;对于本研究的多种延长结构来说,移动管凸起的外径φ为19mm、凸起角度γ为15°至45°之间最佳。因此,本研究提出的延长结构设计原则以及分析与验证结果,为新型无创可延长假体深入研究奠定了良好的理论基础。