股骨头坏死区钽棒置入前后应力分布的三维有限元分析.docVIP

股骨头坏死区钽棒置入前后应力分布的三维有限元分析 朱 刚1，张立贵1，郑 重1，徐明杰1，杨 明2(1郑州大学第五附属医院骨科，河南省郑州市 450052；2郑州大学第二附属医院骨科，河南省郑州市 450000) 引用本文：朱刚，张立贵，郑重，徐明杰，杨明. 股骨头坏死区钽棒置入前后应力分布的三维有限元分析[J].中国组织工程研究，2016，20(26):3883-3889. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.26.013 ORCID: 0000-0002-7645-4303(朱刚) 文章快速阅读： 文题释义： 钽棒置入：钽金属又被成为“骨小梁金属”，其结构与松质骨相似，有利于骨及周围的软组织伸入，有利于注入股骨头坏死骨后的初期稳定性，有足够的机械强度，能够起到很好的支撑作用。有研究发现钽棒置入股骨头坏死区域后可能降低股骨头坏死区的应力值，并且具有良好的机械稳定性。 髓芯减压：股骨头坏死主要是因为股骨头近端压力较高，导致组织水肿和局部供血不足，导致股骨头持续缺血缺氧，从而出现坏死，髓芯减压是通过减轻骨髓内压力，减轻骨组织水肿，缓解血流不畅状态。髓芯减压因操作简单，术后恢复快，不良反应少等优点，是目前治疗早期股骨头坏死的主要方法，其有效率可达80%以上。 摘要 背景：钽金属棒置入是修复早期股骨头坏死的新方法。目前关于钽棒置入不同大小股骨头坏死灶区前后应力分布的研究不多。 目的：采用三维有限元法分析钽棒置入不同大小股骨头坏死灶区前后的应力分布。 方法：创建正常股骨头三维有限元模型以及直径分别为15，20和30 mm的坏死灶股骨头三维有限元模型。每个坏死灶模型选取两个层面8个测量点，测定每个点在钽棒置入前后的应力分布，比较其变化情况。 结果与结论：①不同大小坏死灶的股骨头模型均在不同位置产生应力集中，其中30 mm最明显；②各个坏死灶测量点的应力在置入钽棒后均有所下降，其中15 mm坏死灶的应力下降最明显，30 mm的坏死灶其次，20 mm的坏死灶下降最少；③结果提示，坏死灶越大的股骨头所产生的应力集中越明显，越容易塌陷。钽棒置入可以延缓股骨头坏死的发展，坏死灶越小修复效果越好。 关键词： 骨科植入物；数字化骨科；股骨头坏死；塌陷；坏死灶；钽棒置入；三维有限元分析 主题词： 股骨头坏死；有限元分析；生物力学；组织工程 基金资助： 河南省教育厅科学技术研究重点项目(2012A560003) Three-dimensional finite element analysis of stress distribution in necrotic femoral head before and after tantalum rod implantation Zhu Gang1, Zhang Li-gui1, Zheng Zhong1, Xu Ming-jie1, Yang Ming2 (1Department of Orthopedics, Fifth Affiliated Hospital, Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, Henan Province, China; 2Department of Orthopedics, Second Affiliated Hospital, Zhengzhou University, Zhengzhou 450000, Henan Province, China) Abstract BACKGROUND: Tantalum rod implant technology is a new method of early osteonecrosis treatment. Current research on stress distribution before and after tantalum rod implant in different sizes of femoral head necrosis area is few. OBJECTIVE: To analyze the stress distribution before and after tantalum rod implantation in different sizes of necrotic femoral head area using three-dimensional finite element method. METHODS: Three-dimensional finite element models of normal femora