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      隨著社會老年化，股骨近段的骨質疏松骨折呈逐年增加趨勢。其中50%為股骨粗隆間骨折，臨床常采用動力髖螺釘(Dynamic Hip Screw，DHS)固定。由于骨量下降和骨結構破壞，過多、過早負重導致髖螺釘在股骨頭內切割及皮質骨螺釘在股骨干上拔出。有些研究者使用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)進行內固定增強，但PMMA不能降解，且有發熱、妨害骨折愈合等缺點。可注射型硫酸鈣(Calcium Sulfate Cement，CSC)是一種新型的生物型骨水泥，具有生物相容較好的特點，凝固時無發熱反應，不會引發化學性骨壞死等優點；并能隨新骨長入逐漸被吸收替代。新一代的CSC如MIIGTMX3具備較大的抗拉、抗壓的力學性能，因此備受關注。
      本研究通過骨質疏松大鼠體內研究，證實CSC促進內植物與骨整合，增強其力學強度。鑒于大鼠的負重特性與人體有較大差異，本研究對股骨粗隆間骨折DHS內固定CSC增強進行了有限元分析(Finite Element Analysis，FEA)，得出在人體正常生理負荷下，CSC能有效地提高DHS固定系統穩定性的結論。
      模型數據來源于88歲嚴重骨質疏松女性志愿者(T≤-2.5)，體重60 kg，無骨代謝相關的疾病，無髖部骨折等病史.使用飛利浦BrillianceTM16層螺旋CT進行股骨中上端掃描，并測量股骨皮質及股骨頭頸部、股骨粗隆間、股骨粗隆遠側部松質骨的CT值(Hounsfield Unit，HU)，將掃描圖像輸入Mimics 8.1軟件，將圖像集轉化，分離出的掩模上生成輪廓線，生成局部輪廓線模型，導出IGS文件，提供給CATIA V5R16軟件，建立CAD文件。使用ANSA軟件建立FEA網格模型，通過自適應方式劃分有限元模型網格，采用四面體單元建立骨質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，模擬股骨粗隆間骨折(31-A1，A0分類)，其骨折平面與股骨的長軸呈30°。在2種條件下進行分析:一種為單獨使用DHS內固定，另一種為CSC增強的DHS內固定，股骨頭表面與髖螺釘頭部距離為10 mm，且髖螺釘位于股骨頭中心，設定CSC覆蓋距髖螺釘頭部1.2mm，距螺紋10.2 mm，其分布范圍參照文獻。
      本研究使用的未增強的股骨粗隆間骨折DHS固定的有限元模型，共有75967個節點、373347個體單元，CSC增強的有限元模型，共有78572個節點、377070個體單元。
      通過CT值推導骨質疏松股骨的骨表觀密度，然后，根據公式E=7281ρ1.52α推算材料的彈性模量，并設材料泊松比為0.3，皮質骨、松質骨股骨頭部、松質骨股骨粗隆間、松質骨股骨粗隆遠側部、CSC(MIIGTMX3)、DHS的E分別為16.723，0.568，0.466，0.364，5.400，200.000 GPa。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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