改良動力髖螺釘系統的三維有限元分析

張東升，朱召銀，鐘偉斌，韋家冬，俞兵兵，張晉元，呂浩然

股骨轉子間骨折臨床常見，多發生于老年人。由于保守治療臥床時間長，容易引起各種并發癥，死亡率高，故多數學者主張早期進行手術干預[1]。動力髖螺釘（dynamic hip screw，DHS）是治療股骨轉子間骨折的常用內固定系統，固定可靠，允許早期負重，能夠滿足大部分患者的需求[2]。但對于骨折粉碎程度高、骨質疏松嚴重等復雜病例，可能會因DHS把持力下降而導致內固定失敗。本研究針對傳統DHS固定系統的不足，改良設計了一種具有防旋轉及自鎖功能的鋼板系統（實用新型專利ZL201520885310.6）[3]，并通過三維有限元分析方法比較其與傳統DHS在生物力學穩定性方面的差異。

1　材料與方法

1.1　系統組成及設計思路

該內固定系統由DHS釘板內固定系統改良而來，由鵝頭釘、高位防旋螺釘、翼狀鋼板、尾釘及遠端皮質骨螺釘組成（圖1A～1C）。鵝頭釘及遠端的皮質骨螺釘組成與原DHS系統相同（圖1D）。改良的結構包括：①翼狀延長板：加裝于鋼板頂部，長2 cm，與主體鋼板成30°角，中間的自鎖釘孔用于置入防旋螺釘，近端的綁線孔用于縫合固定大轉子附著處的軟組織。②鎖定結構：鋼板尾釘孔內、尾釘螺帽處有相互鉚合的螺紋，尾釘螺桿亦可與鵝頭釘緊密鉚合，這樣可將鵝頭釘、鋼板和尾釘牢固地鎖為一體。③承力點強化：為增加鋼板的力學穩定性，鋼板張力側局部進行了加厚處理。

1.2　實驗方法

根據《江蘇國立醫療器械有限公司產品目錄》給出的幾何參數，利用Solidworks軟件（Dassault Systemes公司，法國）分別畫出兩套鋼板模型。……