不同方式重建股骨矩在老年股骨转子间骨折人工关节置换中的生物力学分布

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.23.002

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

股骨矩：是指在股骨颈、干连接的内后方，形成致密的纵形板。股骨矩板状面稍呈弧形，沿小转子的前外侧垂直向上，上极与股骨颈后侧骨皮质融合，下极与小转子下方的股骨干后内侧骨皮质融合，前缘与股骨上端前内侧骨皮质相连，后缘在股骨上端外后侧相连。股骨矩的存在决定了转子间骨折(亦称粗隆间骨折)的稳定性。

人工关节置换术：是指采用金属、高分子聚乙烯、陶瓷等材料，根据人体关节的形态、构造及功能制成人工关节假体，通过外科技术植入人体内，代替患病关节功能，达到缓解关节疼痛、恢复关节功能的目的。目前，膝关节置换和髋关节置换是人工关节置换术中最常见的两类手术，其十年的成功率已经超过90%，更有80%以上的患者可以正常使用植入的假体长达20年以上，甚至伴随其终生。除此以外，肩关节、肘关节、踝关节等关节置换也在不断发展，取得了良好的中、长期结果。随着生物材料与外科技术的进步，陆续出现了腕关节、指间关节、跖趾关节等小关节置换术，为患有严重小关节疾病的患者带来了希望。

生物力学：生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支。其研究范围从生物整体到系统、器官(包括血液、体液、脏器、骨骼等)，从鸟飞、鱼游、鞭毛和纤毛运动到植物体液的输运等。生物力学的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题，依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。

摘要

背景：股骨矩在人工关节置换中具有重要作用，股骨矩的处理方法有骨水泥重建型和股骨矩骨折复位型，但关于那种处理方法更好的研究不多。

目的：三维有限元分析股骨矩骨折复位型和骨水泥重建型重建股骨矩在老年股骨转子间骨折人工关节置换中的生物力学特点。

方法：建立股骨矩骨折复位型(模型A)和股骨矩骨水泥重建型(模型B)老年股骨转子间骨折人工关节置换模型，观察2种模型骨界面上的应力分布、关节假体上应力分布、整体应力和两模型的位移大小。

结果与结论：①模型A的骨界面上最大应变值和最大应力值均大于模型B；模型A的假体最大应变值和最大应力值均大于模型B；模型A骨界面上和假体上应力采集点、中应力采集点和下应力采集点的平均应力值均高于模型B的平均应力值(P < 0.05)；②模型A的整体最大应力值和最小应力值均大于模型B；模型A的最大位移和最小位移均大于模型B；③结果表明，股骨矩骨折复位型老年股骨转子间骨折人工关节置换模型的最大应力和最大位移均大于股骨矩骨水泥重建型老年股骨转子间骨折人工关节置换模型，股骨矩骨水泥重建型老年股骨转子间骨折人工关节置换模型的应力分布更均匀，股骨矩骨水泥重建较股骨矩骨折复位效果好。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0002-1137-7458(侯立刚)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 高龄, 关节置换, 重建股骨矩, 股骨转子间骨折, 三维有限元分析

Abstract:

BACKGROUND: Calcar plays an important role in hip arthroplasty. The reconstruction of calcar includes bone cement reconstruction and restoration of fracture fragments, but there is some lack of knowledge about their comparative study.

OBJECTIVE: To analyze the biomechanical characteristics of remodeled calcar using bone cement reconstruction and restoration of fracture fragments in senile intertrochanteric fractures through three-dimensional finite element models.

METHODS: The remodeled calcar using restoration of fracture fragments (model A) or bone cement reconstruction (model B) in senile intertrochanteric fractures was obtained. The stress distribution on the bone interface and prosthesis, the overall stress and displacement of the two models were observed.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The maximal strain and stress on the bone interface and prosthesis of model A all were more than those of model B. The mean stresses at each node on the bone interface and prosthesis of model A all were significantly higher than those of model B (P < 0.05). (2) The maximum stress and maximum displacement values of the model A all were higher than those of model B. (3) These results show that the maximal stress and displacement values of the remodeled calcar using restoration of fracture fragments are higher than those of bone cement reconstruction in senile intertrochanteric fractures; the latter holds even stress distribution and better repair outcomes.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Arthroplasty, Replacement, Hip, Hip Fractures, Finite Element Analysis, Aged

中图分类号:

R318

侯立刚. 不同方式重建股骨矩在老年股骨转子间骨折人工关节置换中的生物力学分布[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(23): 3616-3621.

Hou Li-gang. Biomechanics characteristics of calcar reconstruction using different methods in senile intertrochanteric fractures [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(23): 3616-3621.

图/表（结果） 1

参考文献

[1] 何启新,谢广中.人工股骨头置换与动力髋螺钉置入内固定修复老年股骨转子间骨折的Meta分析[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,14(13): 2371-2375．

[2] Peleg E,Mosheiff R,Liebeqall M,et al．A short plate compressionscrew with diagonal bolts-a biomechanical evaluation performed experimentallyand by numerical computation.Clin Biomech,2006,9: 963-968．

[3] 鞠玉亮,程玉静,管士伟,等.DHS和PFN治疗不稳定股骨粗隆间骨折的比较[J].实用骨科杂志,2012,18(7):630-632.

[4] 倪锋,魏广奇,黄世超,等.人工股骨头置换治疗高龄不稳定股骨粗隆间骨折[J].实用骨科杂志,2012,18(4):352-354.

[5] 刘苏,田守进,倪善军,等.DHS加空心钉治疗不稳定股骨粗隆间骨折分析[J].实用骨科杂志,2008,14(7):429-432.

[6] 刘凡凡,刘朝阳,张杰斌,等.PFNA与LCP治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的疗效比较[J].实用骨科杂志, 2016,22(2): 164-167.

[7] Celiktas M, Togrul E, Kose O.Calcar Preservation Arthroplasty for Unstable Intertrochanteric Femoral Fractures in Elderly. Clin Orthop Surg. 2015,7(4):436-442.

[8] 朱二山,孙俊英,王勇,等. PFNA与DHS 治疗老年不稳定性股骨粗隆间骨折疗效观察[J]. 中国骨与关节损伤杂志,2009,24(2):

150-152．

[9] Mishra AK.Management of intertrochanteric fractures by using dynamichips crew / dynamic mart in screw．J Orthop.2007;2: 642-650．

[10] 叶渝. 不同手术方法治疗老年股骨转子间骨折疗效分析[J]. 中国矫形外科杂志, 2016, 16(77):230-231.

[11] 杨立群,王贵清,汤勇智,等.人工关节置换与PFNA内固定治疗骨质疏松性不稳定股骨粗隆间骨折的比较观察[J].吉林医学,2016, 37(10):2464-2465.

[12] Shi X, Zhou Z, Yang J, et al.Total Hip Arthroplasty Using Non-Modular Cementless Long-Stem Distal Fixation for Salvage of Failed Internal Fixation of Intertrochanteric Fracture.J Arthroplasty.2015;30(11):1999-2003.

[13] 庞向华,欧兆强,欧阳建江,等.半髋关节置换与防旋型股骨近端髓内钉治疗高龄不稳定型股骨粗隆间骨折的疗效对比[J].重庆医学,2013,42(10):1086-1088.

[14] 于承海.人工髋关节置换与手术内固定治疗老年不稳定型股骨粗隆间骨折的对比[J].中国老年学杂志,2013,33(19): 4720-4721.

[15] 梁家源,黎鉴秋,邓锦辉等.人工关节置换在治疗骨质疏松性不稳定股骨粗隆间骨折的可行性和安全性[J].国际医药卫生导报, 2014,20(21):3280-3282.

[16] Singh S, Shrivastava C, Kumar S.Hemi replacement arthroplasty for unstable inter-trochanteric fractures of femur.J Clin Diagn Res.2014;8(10):LC01-04.

[17] 张超凡,张文明,黄子达,等.人工髋关节置换术与内固定术治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的Meta分析[J].中国骨与关节损伤杂志,2015,30(10):1035-1039.

[18] 杨中锋,陈洪亮,郑强,等.老年股骨粗隆间骨折的外科治疗及其临床疗效观察[J].医学综述,2015,21(4):757-759.

[19] Cho SH, Cho HL, Cho H.Primary Cementless Hip Arthroplasty in Unstable Intertrochanteric Femur Fracture in Elderlys: Short-term Results.Hip Pelvis.2014；26(3):157-165.

[20] 张勇华,张明胜,艾昌淼,等.小切口髋关节置换术治疗高龄股骨粗隆间骨折[J].实用骨科杂志,2014,20(5):439-441.

[21] 郭新庆,赵为民,周海洋,等.骨质疏松股骨转子间不稳定型骨折人工股骨头置换的三维有限元应力分析[J].中国组织工程研究, 2016,20(9):1261-1267.

[22] Salášek M, Jansová M, K?en J,et al.Biomechanical comparison of a transiliac internal fixator and two iliosacral screws in transforaminal sacral fractures: a finite element analysis.Acta Bioeng Biomech.2015;17(1):39-49.

[23] Conci RA, Tomazi FH, Noritomi PY,et al.Comparison of Neck Screw and Conventional Fixation Techniques in Mandibular Condyle FracturesUsing 3-Dimensional Finite Element Analysis.J Oral Maxillofac Surg. 2015 ,73(7):1321-1327.

[24] Miles B, Kolos E, Walter WL, et al.Subject-specific finite element model with an optical tracking system in total hip replacementsurgery.Proc Inst Mech Eng H. 2015,229(4):280-290.

[25] 陈永龙,张怡五,王晓勇,等.人工髋关节置换术治疗高龄不稳定股骨粗隆间骨折34例疗效分析[J].重庆医学,2013,42(8):934-936.

[26] 贺红星.人工股骨头置换与内固定治疗高龄股骨粗隆间骨折结果比较[J].医学信息,2013,26(19):456-456.

[27] Celiktas M, Togrul E, Kose O.Calcar Preservation Arthroplasty for Unstable Intertrochanteric Femoral Fractures in Elderly.Clin Orthop Surg.2015,7(4):436-442.

[28] 张胜林,徐信龙,殷建华,等.人工股骨头置换治疗高龄股骨粗隆间骨折[J].实用临床医药杂志,2013,17(19):140-142.

[29] 司枫.两种方法治疗 Evans Ic 型股骨粗隆间骨折的疗效比较[J].实用骨科杂志,2014,20(12):1076-1078.

[30] Cankaya D, Ozkurt B, Tabak AY.Cemented calcar replacement versus cementless hemiarthroplasty for unstable intertrochantericfemur fractures in the elderly.Ulus Travma Acil Cerrahi Derg. 2013;19(6):548-553.

[31] 刘德忠,姜红江,黄相杰,等.人工股骨头置换治疗高龄股骨粗隆间骨折长期随访[J].中国矫形外科杂志,2013,21(16):1676-1678.

[32] 何大川,程少华,潘华,等.重建粗隆及股骨矩关节置换治疗高龄不稳定粗隆间骨折[J].实用骨科杂志,2011,17(3):209-211.

[33] 宋建远,高则海.重建粗隆及股骨矩全髋关节置换治疗不稳定粗隆间骨折合并股骨头坏死[J].内蒙古中医药,2011,30(17):5-6.

[34] 甄平,李旭升,田琦,等.生物型假体人工髋关节置换术治疗高龄不稳定股骨粗隆间骨折的股骨距重建[J].中国骨与关节损伤杂志, 2013,28(2):104-106.

[35] Liang D, Ye LQ, Jiang XB,et al.Biomechanical effects of cement distribution in the fractured area on osteoporotic vertebral compression fractures: a three-dimensional finite element analysis.J Surg Res. 2015;195(1):246-256.

[36] Okamoto Y, Murakami H, Demura S, et al.The effect of kyphotic deformity because of vertebral fracture: a finite element analysis of a 10° and 20° wedge-shaped vertebral fracture model.Spine J.2015;15(4):713-720.

[37] 尚红涛,王泉,刘斌,等.外固定支架修复胫骨平台骨折的生物力学特点[J].中国组织工程研究,2016,20(31):4651-4657.

[38] Zelic K, Vukicevic A, Jovicic G,et al.Mechanical weakening of devitalized teeth: three-dimensional Finite Element Analysis and prediction of tooth fracture.Int Endod J.2015;48(9): 850-863.

[39] Gislason MK, Coupaud S, Sasagawa K, et al.Prediction of risk of fracture in the tibia due to altered bone mineral density distribution resulting from disuse: a finite element study.Proc Inst Mech Eng H.2014;228(2):165-174.

[40] Li QL, Li XZ, Liu Y,et al.Treatment of thoracolumbar fracture with pedicle screws at injury level: a biomechanical study based on three-dimensional finite element analysis.Eur J Orthop Surg Traumatol. 2013;23(7):775-780.

[41] Vajgel A, Camargo IB, Willmersdorf RB,et al.Comparative finite element analysis of the biomechanical stability of 2.0 fixation plates in atrophic mandibular fractures.J Oral Maxillofac Surg. 2013;71(2):335-342.

[42] Kaku N, Hara K, Tabata T,et al.Influence of the volume of bone defect, bone grafting methods, and hook fixation on stress on the Kerboull-type plate and screw in total hip arthroplasty: three-dimensional finite element analysis.Eur J Orthop Surg Traumatol.2015;25(2):321-329.

引言

随着人口的老龄化骨质疏松症的发生率不断升高，骨折是骨质疏松症的最大风险，老年人常见的骨质疏松性骨折为股骨转子间骨折。骨折分型有Evans-Jeasen分型、AO分型、Evans分型等，其中Ⅳ型及以上Evans-Jeasen分型均为不稳定性骨折^[1]。转子间骨折可因间接暴力或直接暴力作用引起，在跌倒时身体发出旋转，在过度外展或内收位着地，或跌倒时侧方倒地，大转子直接撞击，均可发生转子间骨折^[2]。转子间是骨囊性病变的好发部位之一，因此也可发生病理性骨折。受伤后，转子区后外肿胀瘀斑，压痛明显，压痛点位于大转子处。下肢外旋、短缩、畸形明显、下肢活动受限，不能站立或行走，瘀血。

骨折的临床治疗方法包括保守治疗和手术治疗，各种治疗方法的目的都是尽快恢复患者的肢体功能，减少和避免并发症的发生^[3-7]。但不稳定性股骨转子间骨折的力学特点和解剖位置比较特殊，骨折常伴有转子部的撕脱和股骨矩的破坏，采用内固定的手术方法治疗老年不稳定性股骨转子间骨折容易出现内固定移位、髋内翻畸形、螺钉滑出，从而引起内固定失败，并且卧床时间的延长增加并发症的发生，不利于患者恢复。股骨转子间骨折的治疗，如仅考虑骨折愈合，保守治疗即可奏效。但由于老年患者的病死率较高，保守治疗中肢体活动长期受限，骨折合并症较多。目前，国内外学者认为手术治疗和早期活动是标准的治疗方法^[8-10]。股骨转子间骨折的治疗原则是，骨折的坚强内固定及患者术后早期肢体活动。Horowitz报道，在转子间骨折患者中，牵引治疗组病死率达34.6%，而内固定组病死率为17.5%。由于手术技术的提高，内固定材料的不断发展，手术合并症的发生显著减少。手术治疗股骨转子间骨折已成为首选方法，其中临床上最常用的为人工关节置换术。

人工关节置换术是指采用金属、高分子聚乙烯、陶瓷等材料，根据人体关节的形态、构造及功能制成人工关节假体，通过外科技术植入人体内，代替患病关节功能，达到缓解关节疼痛，恢复关节功能的目的。人工关节置换术是20世纪最成功的骨科手术之一，它让无数患有终末期骨关节疾病的病人重新恢复正常的生活。2007年权威医学杂志《Lancet》发表的评述性文章，甚至将人工髋关节置换术称为“世纪性的手术”(The Operation of The Century)。关节置换具有允许早期活动及不存在术后骨折塌陷和骨折移位问题的优点^[11-20]。老年患者进行人工关节治疗要求股骨矩、大小转子具有完整性，股骨矩不仅承受负重，还要承受应力、扭矩和弯矩，是股骨上段的承载结构，在人工关节置换中具有支托关节假体柄的作用；大转子和小转子的完整性也是关节置换的重要标志；临床对于股骨矩的处理方法有骨水泥重建型、捆绑带复位型等，但哪种股骨矩的处理方法效果更好，需要进行生物力学分析。

生物力学的研究方法有理论生物力学和实验生物力学，三维有限元分析方法是生物力学分析方法中比较有效的一种方法，三维有限元具有材料特性和物体结构的高度模拟性，在骨科的生物力学研究中被广泛应用^[21-23]，在髋关节假体置换术的生物力学研究中也被广泛应用^[24]。文章采用三维有限元分析的方法研究股骨矩骨折复位型和股骨矩骨水泥重建型治疗老年股骨转子间骨折人工关节置换的生物力学特点，比较那种方法效果更好。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计 三维有限元分析。

1.2 时间及地点 实验于2015年6月至2016年8月在郑州大学附属郑州中心医院实验室完成。

1.3 材料 CT扫描机(8层螺旋CT机)(美国GE公司)；Mimics软件(Materialise 公司)；Ansys软件(美国安士公司)；Geomagic软件(美国Geomagic公司)。

1.4 对象 选取1名68岁老年男性志愿者，身高176 cm，体质量60 kg，该志愿者行X射线检查和CT检查，无双髋关节肿瘤、骨病、创伤等疾病，双髋关节影像学检查均正常。关节假体购自天津正天公司。

1.5 方法

1.5.1 志愿者股骨影像资料的获得采用8排螺旋CT对志愿者股骨全长进行扫描，扫描层厚为1 mm，共产生358中DICOM格式的CT扫描图像，将DICOM格式的数据导入三维重建软件Mimics中进行处理。

1.5.2 处理股骨图像将DICOM格式CT扫描的股骨图像导入Mimics三维重建软件中进行区域分割、灰度值调整，建立股骨三维模型(见图1)，将建立的股骨三维模型以STL格式文件导出，并导入到Geomagic逆向工程软件中进行去噪、打磨、光滑等处理生成IGES格式的三维图形(见图2)。

1.5.3 建立老年股骨转子间骨折模型将上述正常老年股骨模型导入到Ansys Workbench软件中，利用软件的强大处理功能切分股骨实体建立Evans-jensen Ⅳ型股骨转子间骨折模型，骨折线从股骨大转子尖转向股骨小转子下缘，累及股骨矩，骨折线和股骨纵轴之间角度为45°，小转子周围皮质完整。

1.5.4 关节假体的处理将关节假体进行CT扫描，以DICOM格式将扫描的图像导入Mimics软件进行区域分割和灰度值调整，建立三维有限元关节假体模型。

1.5.5 网络划分采用十节点四单元体对股骨、假体和置换后股骨进行单元格划分，完整股骨、假体、置换后股骨模型的单元格数目分别为55 793个、12 364个和36 130个。

1.5.6 模型的装配将STL格式的股骨模型和假体模型导入Freeform软件中，按照标准的髋关节置换步骤进行模型装配，在股骨小转子上1.5 cm处进行截骨，为保持前倾角和足够的股骨矩长度，将截骨面向前倾斜20°；在假体柄末端2 cm左右处以聚乙烯或者骨块塞子进行髓腔塞填充；假体周围及假体柄远端分别有3 mm和5 mm的骨水泥层填充。实验建立2种模型，模型A为股骨矩骨折复位型，模型B为股骨矩骨水泥重建型，模型A为对股骨转子间骨折进行关节置换，保留股骨矩原始骨折块；模型B对股骨矩区域进行股骨矩骨水泥重建，保留大小转子。

1.5.7 边界条件及载荷股骨远端近膝关节处全固定。正常情况下，人体双足站立时双侧髋关节承受约人体体质量62%的压力(包括头颅、躯干和双侧上肢的质量)，每侧髋关节承受31%的质量，因此对于60 kg的患者，双足站立时每侧髋关节承受182.28 N方向垂直向下的力。

1.5.8 接触设置股骨、假体和骨水泥紧密接触，股骨上段和股骨假体通过骨水泥介导固定。材料均为弹性材料。

1.5.9 材料属性骨水泥的弹性模量为2.68×10³ MPa，泊松比为0.3；钛合金的弹性模量为110×10³ MPa，泊松比为0.3；松质骨的弹性模量为0.45×10³ MPa，泊松比为0.2；皮质骨的弹性模量为15.1×10³ MPa，泊松比为0.29。

1.6 主要观察指标 ①两种模型骨界面上的应力分布；②两种模型关节假体上应力分布情况；③两种模型整体应力大小；④两模型的位移大小比较。

1.7 统计学分析 采用SPSS20.0软件进行分析，两组均数比较采用t 检验，取P < 0.05为差异有显著性意义。

试验流程图见图3。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

高龄股骨转子间骨折的治疗方法有手术治疗和保守治疗^[25-27]，手术治疗包括人工关节置换、外固定和内固定治疗；保守治疗并发症比较多，现已基本不用；高龄股骨转子间骨折的外固定主要适用于年龄比较大、有严重内科疾病、无法适应手术者；内固定治疗不稳定性骨折有发生钢板断裂、退钉等各种严重并发症的风险。人工髋关节置换允许患者尽早下地活动，关节功能的恢复比较快，因此不少学者选择人工关节置换治疗高龄不稳定性股骨转子间骨折进行人工关节置换治疗时^[28-31]，股骨矩的处理具有重要意义^[32-34]，股骨矩的处理方法有多种：捆绑复位；骨折复位后股骨矩骨质缺失这可用骨水泥重塑股骨矩；骨折粉碎严重、复位后部分骨质缺失者，可截骨填充缺失的区域。对于那种股骨矩处理方法效果更好，临床上缺乏生物力学依据。人工关节置换术是一项比较新的技术，因此它的发展也相当迅速。人工关节置换术的特点是对高性能的材料，仿生的假体设计，精确易用的手术器械有很高的依赖性，所以相关学科的研究深入和新发现直接带来人工关节置换的进步。近20年，在人工关节置换领域出现了许多新的进展。新材料在人工关节假体中广泛使用，降低了假体的磨损，延长了假体的使用寿命，同时又具有更好的生物学相容性。例如陶瓷(Ceramic)、高交联聚乙烯(Higher Cross linked Polyethylene）、新型钛合金(Titanium Alloy)、钽金属(Tantalum)等新材料正在人工关节假体的制造中占据越来越重要的地位。

有限元法是计算机科学、现代力学和应用数学相互渗透、相互交织的新兴学科，有限元最初用于工程力学，随后渗透到非力学领域(包括热传导、电磁场等)以及生物力学领域。骨科生物力学是生物力学的分支，是用生物力学的方法研究和解决骨科的力的作用机制的问题，包括骨折内固定材料生物力学、人工关节生物力学、脊柱生物力学、运动医学生物力学、组织工程生物力学等方面研究。骨骼的力学传递为非线性的，骨的组织多种多样、形态比较复杂，传统的实验方法无法精确、完整、全面地描述骨的应力应变特点，并且传统的实验方法成本高、加载条件单一、重复性差、实验周期比较长。三维有限元分析可以弥补传统方法的不足，可用于骨的应力应变分析^[35-37]。在骨科领域，三维有限元主要用于以下领域^[38-41]：有限元能够模拟椎间盘、椎体、周围的韧带及肌肉，在脊柱领域应用最广泛；头颅和颞下关节的生物力学也是有限元研究的重点之一；有限元在髋关节和股骨近端的研究也是研究的热点^[42]；利于三维有限元指导医疗器械的改进和设计。

文章通过建立股骨矩骨折复位型(模型A)和股骨矩骨水泥重建型(模型B)老年股骨转子间骨折人工关节置换模型，采用三维有限元分析股骨矩骨折复位型和骨水泥重建型重建股骨矩在老年股骨转子间骨折人工关节置换中的的应力分布、关节假体上应力分布、整体应力和两模型的位移大小，结果发现：模型A的骨界面上最大应变值和最大应力值均大于模型B。模型A的假体最大应变值和最大应力值均大于模型B；模型A骨界面上和假体上应力采集点、中应力采集点和下应力采集点的平均应力值均高于模型B的平均应力值。模型A的整体最大应力值和最小应力值均大于模型B。模型A的最大位移和最小位移均大于模型B。骨水泥重建股骨矩假体和股骨上的应力值均小于骨折复位型，说明骨水泥重建股骨矩型的应力通过假体传递到股骨远端的速度更快，传递的应力也相应较小，分布更均匀；在模拟志愿者双足静止站立的状态下，骨水泥重建股骨矩型的位移值小于股骨矩骨折复位型，表明骨水泥重建股骨矩型假体不容易出现松动。由此可见，模型A的最大应力和最大位移均大于模型B，股骨矩骨水泥重建老年股骨转子间骨折人工关节置换模型的应力分布更均匀，股骨矩骨水泥重建较股骨矩骨折复位效果好，临床上选择股骨矩骨水泥重建不容易造成假体松动，有利于长期稳定性。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程