不同结构松质骨填充植入股骨头负重区缺损的有限元分析

目的:应用三维有限元分析法比较松质骨粒和结构性松质骨块植骨重建股骨头负重区缺损对股骨近段应力分布的影响。方法:实验于2005-06/2006-03在解放军总医院骨科研究所完成。采用Taddei的基于连续CT断层构建的人股骨三维有限元模型,在ANSYS5.7分析软件中划分52350个四面体单元,模拟单腿站立时髋臼在股骨头表面负重区施加的面载荷,合力指向股骨头形心,与股骨干长轴的夹角成25°,大小2100N,分别在正常状态时、股骨头负重区缺损时及原位松质骨植入、异位松质骨植入和松质骨粒植入时计算股骨近段的应力分布。结果:①正常股骨近段的应力峰值集中在股骨颈上下方,股骨头表面的应力峰值为2.12MPa,深部应力高于表面应力峰值为6.37MPa。②负重区缺损模型下,股骨头表面应力增高,峰值达10.39MPa,股骨头内部应力低于表面。③在松质骨粒植入后,表面应力有所下降,但仍然高于内部,应力峰值达8.55MPa。④异位结构性松质骨植入后表面应力峰值为2.43MPa,与正常时差别不大;而原位松质骨块植入后的应力曲线几乎与正常应力曲线重合。结论:结构性松质骨块的植入对恢复股骨头表面及内部的应力水平要优于松质骨粒。