脛骨遠端骨折三種內固定方式的有限元分析

中國組織工程研究雜誌 發佈 2024-01-27T21:56:56.583685+00:00

摘要:文題釋義:骨折間隙微動:又稱骨折間隙控制性細微的活動,是骨折癒合中重要的機械因素,有利於促進骨痂的生長,加快骨折癒合的速度。有限元模型:是運用有限元分析方法建立的模型,是一組在節點處連接、僅靠節點傳力、僅在節點處收約束的單元組合體。

摘要:

文題釋義:

骨折間隙微動:又稱骨折間隙控制性細微的活動,是骨折癒合中重要的機械因素,有利於促進骨痂的生長,加快骨折癒合的速度。

有限元模型:是運用有限元分析方法建立的模型,是一組在節點處連接、僅靠節點傳力、僅在節點處收約束的單元組合體。

背景:目前對比3種內固定技術治療脛骨遠端骨折生物力學特性差異的研究較少。

目的:比較脛骨遠端骨折經脛骨內側鎖定鋼板、專家級髓內釘和逆行髓內釘固定後生物力學特性的差異。

方法:基於SAWBONES第4代人工複合脛骨模型的CT數據,利用三維重建技術構建脛骨遠端骨折數字模型(AO/ASIF 43-A3型),在此基礎上模擬脛骨內側鎖定鋼板、專家級髓內釘和逆行髓內釘3種內固定方式;採用軸向壓縮及扭轉2種載荷工況分別對3組植入裝配體模型進行有限元分析,比較三者的應力分布、應力峰值及骨折間隙位移變化的差異。

結果與結論:①3組內固定物加載2種載荷工況時,專家級髓內釘組在扭轉工況下應力峰值在未鎖定的主釘孔處,為283.53 MPa;脛骨內側鎖定鋼板組在扭轉工況下應力峰值位於第3顆螺釘上,為913.07 MPa;逆行髓內釘組在扭轉工況下應力峰值在第2個主釘孔處,為435.42 MPa;逆行髓內釘組內踝處主釘孔的周圍皮質骨應力峰值出現在較高的軸向壓縮工況下,峰值為55.34 MPa;②在骨折間隙位移方面,加載軸向壓縮載荷時,專家級髓內釘組4個區域的切向位移最高;脛骨內側鎖定鋼板組4個區域的軸向位移最高,且峰值在外側區;專家級髓內釘組及逆行髓內釘組軸向位移峰值均位於後側區;③加載軸向扭轉載荷時,脛骨內側鎖定鋼板組和逆行髓內釘組軸向位移峰值均在外側區,而逆行髓內釘組4個區域的切向位移均小於脛骨內側鎖定鋼板組及專家級髓內釘組;④提示對於脛骨遠端骨折,逆行髓內釘在骨折端微動控制和內固定結構安全性方面相比脛骨內側鎖定鋼板和專家級髓內釘更具優勢。

https://orcid.org/0000-0001-7971-162X (王義昌)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點:人工關節;骨植入物;脊柱;骨折;內固定;數位化骨科;組織工程

關鍵詞: 內固定, 脛骨遠端骨折, 有限元, 生物力學, 骨折間隙微動, 應力分布

引用本文: 王義昌, 林文杰, 林 濤, 周柏安, 黃文華, 梁振明, 魏勁松, 歐陽漢斌. 脛骨遠端骨折三種內固定方式的有限元分析[J]. 中國組織工程研究, 2023, 27(36): 5760-5765.

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