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研究目的对于粉碎性转子间骨折,术中难以实现骨折块解剖复位,导致内固定术后股骨前倾角改变。目前股骨颈前倾角改变与转子间骨折PFNA内固定术后稳定性之间的关系尚不明确。本实验通过三维有限元分析方法,研究前倾角改变对转子间骨折PFNA内固定术后力学稳定性的影响,为骨科医生处理股骨转子间骨折提供参考意见。研究方法根据逆向工程原理,对正常人体完整股骨进行医学螺旋CT扫描成像,创建精准的完整的正常股骨有限元三维数字模型;运用计算机辅助设计软件,建立PFNA三维模型。模拟创建31-A1.1型股骨转子间骨折,进一步得到股骨颈前倾角分别为 3°,5.5°,8°,10.5°,13°,15.5°,18°,20.5°,23°的股骨三维模型,并且分别和PFNA装配,建立骨折内固定模型。将所得骨折内固定模型导入有限元分析软件,分析对比研究不同前倾角复位程度下的PFNA内固定模型的生物力学的差异。研究结果利用有限元分析软件运算得出不同前倾角复位程度下,PFNA主钉与螺旋刀片交点处、小转子处、螺旋刀片与股骨外侧壁交界处及远端锁定螺钉与股骨干交点处的应力分布及股骨头及PFNA的最大位移、相邻骨折块间骨折面接触面积和最大裂隙距离值。随着前倾角逐渐增大或减小,PFNA主钉与螺旋刀片交点处、小转子处、螺旋刀片与股骨外侧壁交界处及远端锁定螺钉与股骨干内侧交点处所受的应力基本上逐渐增加,股骨头及PFNA的最大位移也逐渐增加,骨折面重合面积逐渐减小,相邻骨块间最大间隙基本上呈逐渐增大趋势。并且在前倾角增大10°时,股骨干内侧所受最大应力276.02MPa;当前倾角减小10°时,小转子区所受最大应力为360.12 MPa,远端螺钉与股骨干交界处所受最大应力为232.70 MPa;当前倾角减小7.5°时,螺旋刀片与股骨外侧壁交界处所受最大应力为282.03 MPa,远端螺钉与股骨干交界处所受最大应力为230.11 MPa,大于或接近于股骨皮质骨屈服强度240.32 MPa,对应的股骨部位有骨折风险。当前倾角减小5°时,主钉与螺旋刀片交界处承受的最大应力为724.42 MPa,接近医用钛合金的屈服强度,有潜在的内植物断裂风险。当前倾角改变的角度度数一致时,前倾角减小的模型上主钉与螺旋刀片交界处、股骨小转子周围、螺旋刀片与股骨大转子外侧壁交界处的最大应力以及股骨头及PFNA的最大位移整体上都比相对应的前倾角增大的模型的应力值要大;就近远端骨块骨折面初始接触面积而言,前倾角增大组的接触面积比对应的前倾角减小组要大,说明前倾角增大组的稳定性更好。研究结论31-A1.1型股骨转子间骨折植入PFNA内固定术中恢复前倾角达到解剖复位具有十分重要的意义;前倾角复位不良引起的生物力学因素改变,增加了内固定失败的风险;临床上治疗转子间骨折,股骨颈前倾角增大应控制小于10°,股骨颈前倾角减小应控制小于5°;当前倾角发生改变难以避免时,前倾角增大比前倾角减小相对而言力学稳定性更佳。