新型股骨颈骨折内固定装置治疗股骨颈骨折的实验研究

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刘华,  张汉东,  颜丙祥,  王平山*

山东第一医科大学第一附属医院 (山东省千佛山医院) 骨外科学山东省风湿免疫病转化医学重点实验室, 山东济南 250000

摘     要: 目的 比较新型股骨颈骨折内固定装置与DHS髋动力钢板在股骨颈骨折模型下的体外生物力学性能,并结合有限元分析评估两种内固定方式的力学响应特征。方法 采用SAWBONES标准化股骨模型模拟股骨颈骨折,分别植入新型股骨颈骨折内固定装置(实验组)和DHS髋动力钢板(对照组),每组各5件。通过静态压缩试验测定两组内固定系统的整体刚度、屈服载荷及屈服位移;通过压缩疲劳试验采用阶梯加载方法评估其疲劳耐久性能,记录不同载荷水平下的循环次数及失效情况。基于相同几何模型与材料假设建立有限元模型,在同一载荷条件下比较两组内固定系统的应力与位移分布特征。结果 静态压缩试验结果显示,实验组的整体刚度为5040.1±55.86 N/mm,屈服载荷为4369.7±52.53 N,屈服位移为1.12±0.01 mm;对照组分别为4967.6±155.07 N/mm、4161.9±96.20 N 和1.11±0.01 mm。两组在相同加载条件下的静态力学性能总体相近。压缩疲劳试验中,实验组与对照组均可在最小载荷220 N、最大载荷2200 N条件下完成100万次循环而未发生失效,疲劳耐久性能相当。有限元分析结果显示,在相同载荷条件下,两种内固定方式的最大应力及位移分布模式相似,应力集中区域主要位于内固定装置的关键受力部位。结论 新型股骨颈骨折内固定装置在体外静态强度、疲劳耐久性及有限元力学响应方面与DHS髋动力钢板总体相当,为其进一步开展相关生物学或临床研究提供了力学依据。
关 键 词: 股骨颈骨折; 内固定; 生物力学; 有限元分析; 疲劳试验
DOI: 10.57237/j.cmf.2026.03.001
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