陈凯奇 石宇雄△ 陈敬恒 何达东

治疗股骨转子间骨折髓内固定以股骨近端防旋髓内钉(Proximal Femoral Nail Anti-Rotation，PFNA)为代表，PFNA具有优越的生物力学性能[1-2]，但是仍有部分患者在骨折愈合后发生内固定失效[3-5]。股骨转子间骨折PFNA内固定失效是步态周期身体载荷反复作用于骨-金属、金属-金属、骨-骨界面的结果，因此分析股骨与PFNA的生物力学特征，对理解失效发生的力学条件，从而提前干预便显得十分重要。目前，PFNA生物力学性能的有限元研究集中在施加恒定载荷后对其进行受力分析，而步态周期载荷下的有限元研究鲜有报道，PFNA在步态周期中的力学特征有待阐明。

1 材料与方法

1.1 CT资料

2019年12月于广州市番禺区中医院骨伤科住院治疗的老年女性髋部骨折患者的髋部CT资料。

1.2 实验软件

Mimics 19.0，比利时Materialise公司；Geomagic studio 2013，美国Geomagic公司；SolidWorks 2016，美国Dassault Systemes公司；Hypermesh 14.0，美国Altair公司；LS-DYNA，美国LSTC公司。

1.3 方法

1.3.1构建模型 获取老年女性髋部骨折患者的髋部CT资料，导入Mimics 19.0软件中建立三维模型[6]，利用Geomagic Studio2013软件对上述三维模型进行表面优化，得到优化的股骨三维模型。在SolidWorks软件中按照厦门大博医疗器械公司提供的参数构建PFNA三维模型并装配组件，其中主钉长170 mm，近端直径16 mm，远端直径10 mm；螺旋刀片长100 mm，直径10 mm，颈干角130°。然后继续导入优化的股骨三维模型，将PFNA固定到股骨近端，调整模型间相对位置使得尖顶距(Tip-Apex Distance，TAD)<25 mm。将上述装配模型导入Hypermesh14.0进行四面体网格划分，体网格大小为2 mm，并通过“mask”“organize”功能将股骨划分为包含松质骨与皮质骨的混合模型。

1.3.2模拟骨折线 本研究以2018版AO31-A1.3型股骨转子间骨折为研究对象。A1.3型股骨转子间骨折的骨折特征为外侧壁完整，且厚度大于20.5 mm，伴有内侧小转子骨块(图1a)。在Hypermesh14.0软件中使用“mask”“delete”“rotate”等功能对上述模型进行截骨，模拟骨折线。……