【摘 要】
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目的:为减少外固定架的骨髓腔感染风险及保留骨髓腔的完整性,以及降低外固定架手术对医疗环境和设备要求,设计和研究出一种新型单皮质外固定架进行生物力学测定及有限元分析,进行评价其生物力学性能和特点。方法:通过对螺钉和固定夹改进后的单皮质外固定架,在人胫骨模型骨上,分别与单边式及钳夹式外固定架进行生物力学比较,包括轴向压缩、扭转试验、四点弯曲试验、疲劳试验,观察分析抗压缩、旋转、弯曲、疲劳能力和压缩、扭
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目的:为减少外固定架的骨髓腔感染风险及保留骨髓腔的完整性,以及降低外固定架手术对医疗环境和设备要求,设计和研究出一种新型单皮质外固定架进行生物力学测定及有限元分析,进行评价其生物力学性能和特点。方法:通过对螺钉和固定夹改进后的单皮质外固定架,在人胫骨模型骨上,分别与单边式及钳夹式外固定架进行生物力学比较,包括轴向压缩、扭转试验、四点弯曲试验、疲劳试验,观察分析抗压缩、旋转、弯曲、疲劳能力和压缩、扭转刚度。并通过使用计算机建立单皮质外架、单边式外架和胫骨简化模型,进行有限元分析对比单皮质外固定与单边式外架的生物力学性能。结果:1、生物力学研究:(1)三种外架轴向刚度同等(P>0.05)。(2)单边式外架扭转刚度强于单皮质和钳夹式外架(P<0.05)。(3)单皮质与单边式外架有相同的抗侧弯能力,且均强于钳夹式外架(P<0.05)。(4)三种外架结构有着同等的抗疲劳能力(P>0.05)。2、有限元分析:(1)单皮质组轴向压缩、弯曲试验中,胫骨位移大于单边式组,而扭转试验中胫骨位移小于单边式组;(2)单皮质组胫骨针-骨界面应力明显小于单边式组;(3)单皮质外架位移在轴向压缩、弯曲试验中大于单边式外架位移,而扭转试验中小于单边式位移。(4)单皮质外架固定的胫骨针-骨界面和骨针应力分布显著小于单边式外架。结论:单皮质外架生物力学性能稍弱于单边式外架,强于钳夹式外架。尽管单皮质和单边式外架之间存在部分显著差异,但对于非承重使用,单皮质外架显示出足够的刚度,和更加合理地分配应力,其发生断钉和胫骨破坏以及骨针松动的可能性比单边式外架小。此外,新型单皮质外架有改进的空间和需要,例如球窝型夹头等。
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