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  • 简介:摘要目的建立Lisfranc韧带损伤三维有限元模型,比较钉板内固定与实心螺钉固定后的生物力学稳定性。方法采集正常人体足部的CT断层扫描数据,重建足部几何形态,截断Lisfranc韧带、第1、2跖骨跖跗韧带,模拟单纯韧带断裂的Lisfranc损伤。应用Abaqus6.14软件分别在钉板固定模型(共2块锁定钢板+8颗锁定螺钉+1枚实心螺钉)及螺钉固定模型(3枚实心螺钉)上加载载荷后进行有限元分析,比较两种模型整体的应力应变情况、足骨的应力分布和位移以及内固定系统自身的应力分布。结果在相同载荷下,钉板固定模型整体的应力分布集中在钉板系统上,螺钉固定时内固定应力同样明显高于骨质;两种固定下整个足部模型的形变均为足弓下榻,内侧柱明显。钉板固定模型内中柱的钉孔应力最大为39.91 MPa,小于螺钉固定模型的53.13 MPa。钉板固定模型内侧楔骨与第1跖骨相对位移为8.515×10-1 mm,大于螺钉固定模型的3.893×10-1 mm。二者内固定自身均有应力集中现象,钉板固定应力集中于固定第1跖跗关节的钢板中段偏腓侧,两端应力分布较小,螺钉固定应力峰值位于固定第1跖跗关节的内侧柱螺钉中部,明显高于钉尖和钉尾。钉板系统应力峰值为239.5 MPa,小于螺钉系统的256.8 MPa。结论实心螺钉内固定Lisfranc损伤中表现出的生物力学稳定性强于背侧钢板,但其自身承受应力更多,发生断钉的风险也更高。

  • 标签: 有限元分析 生物力学 内固定器 Lisfranc损伤