四角融合器改良前、后有限元分析对比研究

中国临床解剖学杂志 ›› 2012, Vol. 30 ›› Issue (4): 447-451.

四角融合器改良前、后有限元分析对比研究

齐保闯¹，　唐辉¹，　范新宇¹，　张美超²，　朱跃良¹，　李　川¹，　徐永清¹

1.成都军区昆明总医院附属骨科医院，昆明 650032； 2.南方医科大学广东省医用生物力学重点实验室，广州 510515

收稿日期:2011-11-05 发布日期:2012-07-27
通讯作者: 徐永清，教授，博士生导师，Tel：（0871）4774655，E-mail：xuyongqingkm@163.net 张美超，副教授，硕士生导师， E-mail：zmc@fimmu.com E-mail:qibaochuang@126.com
作者简介:齐保闯（1980-），男，山东聊城人，硕士，研究方向：腕关节外科，现工作单位：四川省宜宾市第一人民医院骨一科， Tel：15183197717
基金资助:
全军医药卫生科研基金资助项目（06MA140）；军队临床高新技术重大项目（2010gxjs041）

Unimproved versus newly-improved four-corner arthrodesis concentrator: a finite element analysis

QI Bao-chuang¹，TANG hui¹，FAN Xin-yu¹，ZHANG Mei-chao², ZHU Yue-liang¹, LI Chuan¹，XU Yong-qing¹

1.Department of Orthopedic Surgery, Kunming General Hospital, Chengdu Military Region, Kunming 650032, China；2. Key Laboratory of Medical Biomechanics of Guangdong Province, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China

Received:2011-11-05 Published:2012-07-27

摘要/Abstract

摘要：

目的　运用有限元方法对镍钛记忆合金腕骨四角融合器（NTMA-FCAC）进行力学性能分析，为其临床应用提供生物力学理论依据。方法应用有限元方法（FEM）建立NTMA-FCAC的三维有限元模型，并根据腕关节掌屈背伸时NTMA-FCAC受力情况模拟加载，分析模型各部分的应力、应变值及分布和压缩刚度。结果在模拟NTMA-FCAC受力的情况下，应力集中在体臂交界处，其他部分应力分布较为均匀；NTMA-FCAC改良前、后的刚度值接近, 在一定范围内均能满足术后腕关节功能锻炼。NTMA-FCAC的刚度较强，能满足四腕骨融合的力学要求。结论 NTMA-FCAC在体臂交界处应力较为集中容易产生疲劳，其厚度加强后能很好的应用于临床。

关键词: 有限元, 应力, 腕, 腕塌陷, 四角融合术

Abstract:

Objective To evaluate biomechanical properties of NiTi shape memory alloy four-corner arthrodesis concentrator (NTMA-FCAC) by the method of finite element analysis and provide theoretical basis for it's clinical application. Methods With the analysis function of Ansys8.0, the models of NTMA-FCAC were built. Under the same loading condition as the arthrodesis concentrator devices encountering in fatigue test, the models were stricted and loaded. Through structure analysis, the strain/stress distributions, compression and tension stiffness were processed. Results The result showed that, in addition to several stress-bearing areas located in the junctional zones between body and arms, the stress distribution of other parts are even. The stiffness of two models was similar. Within the scope of certain the NTMA-FCAC can satisfy wrist functional exercise postoperatively. Conclusions The result shows the newly-improved NTMA- FCAC have excellent biomechanical properties. It can meet clinical application.

Key words: Finite element, Stress, Wrist, Carpal collapse, Four-corner arthrodesis

中图分类号:

R318.01

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