1、研究背景:髋臼骨折为常见的严重损伤,随着社会的不断发展,其发生率逐年增加。目前因普通重建钢板对于髋臼大块骨折复位效果尚可,而获得广泛应用,但也存在螺钉打入髋关节的风险,术后易出现创伤性关节炎等并发症,同时对于粉碎性髋臼骨折及骨质疏松骨折治疗效果不佳。为降低手术难度、减少并发症、改善治疗效果,唐佩福教授等设计了一种新型的髋臼骨折后柱解剖型锁定钢板。本实验将分别采用生物力学及有限元分析两种方式验证新型锁定钢板的生物力学特性,并与普通重建钢板进行对比。　　 2、第一部分:髋臼横行骨折内固定的生物力学实验。　　 研究目的:研究新型锁定钢板和普通重建钢板在正常骨质标本及骨质疏松标本中的内固定强度及生物力学特性。　　 研究方法:利用新鲜尸体骨盆标本,模拟髋臼横行骨折,分别利用新型锁定钢板和普通重建钢板内固定后,模拟单足站立位进行生物力学实验,测定骨折面之间的位移变化及髋臼周围应力分布。　　 结果:①在正常骨密度标本,两种内固定方式的骨折面间平均位移没有明显的差异(P>0.05)；②前柱平均位移及后柱平均位移二者无统计学差异；③在骨质疏松标本,新型锁定钢板的骨折面间平均位移小于普通重建钢板；④两种内固定的臼顶区应力分布未见明显差异(P>0.05)。　　 结论:①正常骨质标本两种内固定强度未见明显差异；②骨质疏松标本新型锁定钢板固定强度优于普通重建钢板,尚需进一步验证；③两种内固定方式的臼顶区应力分布未见明显差异。　　 3、第二部分:髋臼横行骨折内固定的三维有限元分析。　　 研究目的:①探讨正常成人髋关节三维有限元模型的构建方法；②对有限元模型进行初步生物力学分析,验证其可靠性；③利用有限元模型研究髋臼横行骨折在锁定钢板及重建钢板固定后的内固定稳定性及生物力学特点。　　 研究方法:①获取正常成人髋关节标本,完整去除髋关节周围肌肉韧带等软组织,进行64排CT薄层扫描得到DICOM格式的计算机图像数据,使用医学影像处理软件Mimics及MagicRP9软件及GeoMagic8软件构建髋关节三维重建模型,将模型导入Marc2005R2软件,进行网格划分并设定单元属性,建立三维有限元模型；②在上述有限元模型基础上,确定边界条件,采用单足站立位加载,进行有限元计算,分析正常髋臼单足站立位时的应力分布；③将上述模型进行拆分,模拟髋臼横行骨折,构建锁定钢板与重建钢板的三维有限元模型,分别模拟两种内固定方式,模拟单足站立位加载生理负荷,进行有限元分析计算,对上述两种内固定方式进行初步的生物力学分析,进行骨骼、内固定系统及骨折面等处的应力分布、位移等的对比分析。　　 结果:①成功构建了正常成人髋关节的三维有限元模型:建立的模型具有良好的生物形态,其外形与实体标本高度一致,模型可以任意旋转从不同角度观察,可获得髋关节的直观及整体的印象；②通过对正常髋关节单足站立位进行三维有限元分析发现,该模型能客观反映髋臼的真实解剖形态及力学分布；③通过对髋臼横行骨折模型进行分析发现,两种内固定方式下骨盆应力分布趋势一致,未见明显差异；④两种钢板骨折线部位均有应力集中,趋势一致,但锁定钢板无明显的应力高度集中现象,穿过骨折线的锁定螺钉及重建钢板骨折线附近钉孔周围应力高度集中；⑤骨折面应力分布,锁定钢板更为均匀,重建钢板在后柱出现应力集中区；⑥骨折面间位移二者差距不明显。　　 结论:①通过CT扫描获得的影像数据快速建立三维有限元模型,提高了有限元分析的速度和精度；②该模型能够反映正常成人髋关节的力学特点,可以用于生物力学研究；③髋臼横行骨折中锁定钢板与重建钢板固定后骨盆应力分布趋势一致,两种钢板骨折线附近及穿过骨折线的锁定螺钉应力高度集中,锁定钢板骨折面应力分布更为均匀,骨折面间位移显示二者内固定强度无明显差异；④生物力学实验与有限元分析结果基本一致。