随着社会老年化，股骨近段的骨质疏松骨折呈逐年增加趋势。其中50%为股骨粗隆间骨折，临床常采用动力髋螺钉(Dynamic Hip Screw，DHS)固定。由于骨量下降和骨结构破坏，过多、过早负重导致髋螺钉在股骨头内切割及皮质骨螺钉在股骨干上拔出。有些研究者使用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)进行内固定增强，但PMMA不能降解，且有发热、妨害骨折愈合等缺点。可注射型硫酸钙(Calcium Sulfate Cement，CSC)是一种新型的生物型骨水泥，具有生物相容较好的特点，凝固时无发热反应，不会引发化学性骨坏死等优点；并能随新骨长入逐渐被吸收替代。新一代的CSC如MIIGTMX3具备较大的抗拉、抗压的力学性能，因此备受关注。
      本研究通过骨质疏松大鼠体内研究，证实CSC促进内植物与骨整合，增强其力学强度。鉴于大鼠的负重特性与人体有较大差异，本研究对股骨粗隆间骨折DHS内固定CSC增强进行了有限元分析(Finite Element Analysis，FEA)，得出在人体正常生理负荷下，CSC能有效地提高DHS固定系统稳定性的结论。
      模型数据来源于88岁严重骨质疏松女性志愿者(T≤-2.5)，体重60 kg，无骨代谢相关的疾病，无髋部骨折等病史.使用飞利浦BrillianceTM16层螺旋CT进行股骨中上端扫描，并测量股骨皮质及股骨头颈部、股骨粗隆间、股骨粗隆远侧部松质骨的CT值(Hounsfield Unit，HU)，将扫描图像输入Mimics 8.1软件，将图像集转化，分离出的掩模上生成轮廓线，生成局部轮廓线模型，导出IGS文件，提供给CATIA V5R16软件，建立CAD文件。使用ANSA软件建立FEA网格模型，通过自适应方式划分有限元模型网格，采用四面体单元建立骨质疏松股骨中上端的有限元模型。
      在股骨中上端有限元模型上，模拟股骨粗隆间骨折(31-A1，A0分类)，其骨折平面与股骨的长轴呈30°。在2种条件下进行分析:一种为单独使用DHS内固定，另一种为CSC增强的DHS内固定，股骨头表面与髋螺钉头部距离为10 mm，且髋螺钉位于股骨头中心，设定CSC覆盖距髋螺钉头部1.2mm，距螺纹10.2 mm，其分布范围参照文献。
      本研究使用的未增强的股骨粗隆间骨折DHS固定的有限元模型，共有75967个节点、373347个体单元，CSC增强的有限元模型，共有78572个节点、377070个体单元。
      通过CT值推导骨质疏松股骨的骨表观密度，然后，根据公式E=7281ρ1.52α推算材料的弹性模量，并设材料泊松比为0.3，皮质骨、松质骨股骨头部、松质骨股骨粗隆间、松质骨股骨粗隆远侧部、CSC(MIIGTMX3)、DHS的E分别为16.723，0.568，0.466，0.364，5.400，200.000 GPa。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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