대퇴골 전자간 골절의 새로운 수술기법에 관한 생체역학적 분석
A Biomechanical Study on a New Surgical Procedure for the Treatment of Intertrochanteric Fractures in relation to Osteoporosis of Varying Degrees
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참고문헌
초록
본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 대퇴골 전자간 골절 치료에 대한 다양한 수술기법을 골밀도 변화에 따라 생체역학적으로 분석하여 이 를 평 가하고자 한다． 이 에 구현된 모델들은 압박 고관절 나사만을 이 용하여 시 술한 모델 (TyPe l) , 삽입 된 압박 고관절 나사 주위 에 시 멘트 영 역 을 확보한 뒤 골 시멘트로 보강하는 시술을 구현한 모델 （Type ll) , 추가의 골소실이 없이 시멘트를 가압하여 주입하는 시술을 구현한 모델 （TypelH) 의 3가지 형태로 구현하였다． 시술 상황에 따라 골절부위와 삽입물의 경계면 주위에 접촉요소를 사용하기 위해 적절한 마찰계수를 살정하였으며， 골다공증 정도 （Singh Indi麗s, H, V） 에 따라 대퇴골의 물성치를 적절하게 적용시켰다． 각 모델에 있어 골밀도 변화에 따른 수술기법의 차이를 분 석하기 위하여 다음과 같은 인자를 분석하였다 : (a) 대퇴골두 내에서의 von Mis硼 응력 부피비， (b) 대퇴골두 망상골과 인공 삽입물내에서의 최 대 von Miscs 응력 （PVMS) , (c) 대퇴골두 내에서의 최대 von Mises 변형률 （MVMS) , (d) 골절 부위와 인공 삽입물 주위에서의 미세운동량． 수 술기법 중 Type HI가 대퇴골두 내에서 골밀도 변화에 상관없이 가장 낮은 PVMS, MVMS 수치를 보여 가장 효율적인 결과를 나타내었다． 이는 기존 시술법 （Type l, H） 에 비해 내고정 실패 가능성이 가장 적을 것으로 예측되었다． 특히， 골밀도가 낮을 때에는 Type Hl의 수술 효과가 더욱 커지는 것으로 나타났다． 또한， 삽입물 주위에서 미세운동량을 분석한 결과， Typ。 Hl의 수치가 다른 시술법들의 15, 20％ 로 나타나 시멘트를 가 압하여 보장하는 시술법이 삽입물 주위의 미세운동을 억제하는데 있어 가장 효과적이다는 것을 증명하는 것이다． 이러한 결과로부터， 압박 고관절 나사를 이용한 대퇴골두 전자간 골절 치료에 있어 골 시멘트를 가압하여 보강하는 방법이 골밀도가 낮은 환자에 있어 인공삽입물의 내고정 및 골유 합에 가장 큰 효과를 보일 갓으로 사료된다．
Abstract
This Study investigates the biomechanical efficacies of various cement augmentation techniques with or without pre, ssurization for varying degI 'ees of osteopol끄tic femur. Fol· this study, a biomechanical analysis using a finite element method (FEM) was undertaken to evaluate surgical procedures. Simulated models include the non: cemented (i. e. , hip screw only. Type D, the cement- augmented (Type H) , and the cemented augmented with pressurization (Type 111) models. To simulate the frac- ture Plane and Other interfacial regions, 3- D contact elements were used with appropriate friction coefficients. Material proper- ties of the cancenous bone were valled to accommodate varying degrees of oste0porosis (Singh indices, H, V) . For each model. the following items were analyzed to investigate the effect surgical plocedules in rclation to Osbeopol '0515 of varyillg degrees : (a) von Mises stress distribution within the femoral head in terms 0f volumethc percentages. (b) Peak von Mises stress (PV人45)본 연구는 과학재단 목적에는 연구 진원 （R01- 2001- 00500） 에 의해 수 행되었음을 밝힙니다． 통신저자 : 이성재， (62l- 749) 경상남도 김해시 어방동 인 졔 대 학교 의 용공학과 Tel. 055) 320- 3452, Fax. 055) 327 3292 E: ma11. sjl硅bseinieac. kr