不同固定方式对儿童肱骨近端不同高度骨折稳定性影响

目的 通过有限元方法比较不同固定方式对不同高度的不稳定型儿童肱骨近端骨折稳定性的影响。 方法建立不同高度(P1、P2、P3、P4)的儿童肱骨近端横行骨折模型,使用弹性髓内针(髓内针组)及不同构型的克氏针进行固定(4 针组、3A 组、3B 组),然后导入 ANSYS 2019 中,模拟上肢重力以及前屈、后伸、内收、外展、内旋、外旋 7 种工况,分析肱骨远端最大位移、内固定最大应力的平均值。 结果 所有高度肱骨远端最大位移的平均值均在 4 针组最小,内固定物最大应力的平均值在 P1 和 P4 高度时弹性髓内针最低,P2 和 P3 高度则是 4 针组。 结论 弹性髓内针固定在骨折面较低时优于 3 针固定,4 枚克氏针则在所有高度优于弹性髓内针固定。     

髓内钉与锁定钢板治疗肱骨近端骨折的有限元分析

背景：髓内钉及锁定钢板治疗肱骨近端骨折在临床中应用广泛，但其内固定方式选择尚未达成共识。目的：通过有限元分析比较髓内钉与锁定钢板治疗两部分及三部分肱骨近端骨折的生物力学稳定性。方法：收集1名志愿者肱骨CT数据，导入Minics 21.0、Geomagic Wrap、SoildWork 2017及Abaqus 2021中，建立两种内固定方式治疗两部分及三部分骨折的有限元模型，分别为A组(髓内钉固定两部分骨折)、B组(锁定钢板固定两部分骨折)、C组(髓内钉固定三部分骨折)、D组(锁定钢板固定三部分骨折)，对比分析肱骨及内固定物的应力分布、位移程度及其最大值。结果与结论：(1)A组模型中肱骨的最大应力及最大位移值最小，D组模型中肱骨的最大应力及最大位移值最大，锁定钢板组应力主要集中在肱骨头内侧下方及螺钉孔区域，而髓内钉组应力主要集中在骨折线周围及肱骨外科颈外侧下方区域，两者位移分布无明显差异，主要集中在肱骨远端；(2)A组模型中髓内钉的最大应力值最小，D组模型中锁定钢板的最大应力值最大，两种内固定的最大应力均主要集中在肱骨距螺钉及与内固定连接处，锁定钢板的应力云图分布集中，而髓内钉的应力云图...     

微型外固定支架和克氏针治疗Bennett骨折的三维有限元分析*

背景：有限元分析能够模拟骨外科手术方式,并对模型进行生物力学分析,此方法被认为是一种重要的、新的骨外科生物力学分析方法。 目的：利用三维有限元法分析微型外固定器和克氏针治疗Bennett骨折的稳定性。 方法：获取健康男性志愿者左手及桡骨远端骨CT扫描信息,利用Mimics软件对第一、二掌骨和大多角行三维建模,并对克氏针和微型外固定器材造模;所有数据以STL格式输出到Geomagic软件编辑,得到模型实体,把所有数据以IGES格式输出;之后导入到Aansys软件中,模拟Bennett骨折和微型外固定器外固定及克氏针内固定治疗模型,分别对模型赋予单元类型和属性建立有限元模型。在两个模型的第一掌骨头相同节点处分别施加50 N压力行非线性分析。 结果与结论：微型外固定器治疗Bennett骨折远端骨折块最大移位：X方向位移是-0.492 mm,总位移是0.638 mm;近端骨折块最大位移X方位移是-0.34 mm,总位移是0.659 mm,远近骨折块最大相对位移X方位移是0.15 mm,总位移是0.033 mm。克氏针内固定治疗Bennett骨折远端骨折块最大移位是：X方向位移是-2.873 mm,总位移是5.361 mm;近端骨折块最大位移X方位移是-2.546 mm,总位移是4.294 mm;远近骨折块最大相对位移X方位移是0.676 mm,总位移是1.667 mm。数据表明微型外固定器材外固定治疗Bennett骨折的稳定性优于克氏针内固定治疗,前者降低了术后创伤性关节炎的发生率。 关键词：微型外固定器;克氏针;Bennett骨折;第一掌骨基底骨折;三维有限元;生物力学分析 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.09.025      

克氏钉和外固定架修复Bennett骨折的三维有限元分析

背景:克氏钉和外固定支架是修复Bennett骨折比较常用的方法,但关于两者生物力学比较的研究不多。目的:建立Bennett骨折克氏钉内固定和外固定架治疗的三维有限元模型,对其进行生物力学分析。方法:建立Bennett骨折微型外固定支架和克氏钉内固定治疗三维模型,将Bennett骨折微型外固定支架治疗模型设为A模型,将Bennett骨折克氏钉内固定模型设为B模型。在第一掌骨沿X轴方向施加120 N的载荷。观察A模型和B模型在X轴方向的位移情况、总位移情况以及骨折断端应力值变化。结果与结论:(1)在X轴方向上,A模型近端骨折块、远端骨折块的最大位移和最小位移的绝对值小于B模型,A模型最大相对位移、最小相对位移和平均相对位移小于B模型,两模型近端骨折块、远端骨折块的平均位移及相对平均位移比较差异均有显著性意义(P0.05);(2)在总位移方面,A模型近端骨折块的最大位移和最小位移的绝对值小于B模型,A模型远端骨折块的最大位移和最小位移的绝对值小于B模型,A模型最大相对位移、最小相对位移和平均相对位移均明显小于B模型,两模型近端骨折块、远端骨折块的平均位移及相对平均位移比较差异均有显著性意义(P0.05);(3)A模型骨折断端的最大应力值、最小应力值和平均应力值均明显小于B模型骨折断端,两模型平均应力值比较差异有显著性意义(P0.05);(4)结果表明,微型外固定支架治疗Bennett骨折在X轴方向上的位移及总位移小,骨折断端的应力分布均匀,提示微型外固定支架治疗Bennett骨折较克氏钉内固定更具优势。     

新型交锁髓内钉对尺骨鹰嘴横形骨折固定的力学性能影响

目的 研究交锁髓内钉对尺骨鹰嘴横形骨折的固定效果。方法 收集9对新鲜尺骨标本,建立尺骨鹰嘴横形骨折模型,分别利用克氏针张力带、交锁髓内钉修复骨折;分别模拟肘关节屈曲30°、45°和60°下,在肱三头肌腱处施加幅值25 N、均值45 N和频率0.5 Hz循环动态拉力载荷,记录标本在300个循环周期下的骨折位移。结果 屈曲30°时,交锁髓内钉组、克氏针张力带组骨折位移分别为(1.831±0.333)、(3.723±2.390) mm （P=0.024）;屈曲45°时,交锁髓内钉组、克氏针张力带组骨折位移为分别(1.167±0.374)、(2.455±0.609) mm （P=0）;屈曲60°时,交锁髓内钉组、克氏针张力带组骨折位移分别为(1.407±0.342)、(3.112±1.025) mm（P=0）。交锁髓内钉修复的骨折位移更小。结论 交锁髓内钉的力学性能优于克氏针张力带,交锁髓内钉固定尺骨鹰嘴横形骨折更稳定、更牢固;且利用操作工具安装交锁髓内钉,手术更精准、快捷,手术效率得到极大提高。     

弹性髓内钉与外固定架修复儿童股骨干骨折的Meta分析

背景：弹性髓内钉与外固定架修复儿童股骨干骨折是临床常用的两种固定形式,至于选择哪种固定方式更好目前仍存争议。 目的：系统评价弹性髓内钉与外固定架修复儿童股骨干骨折的疗效。 方法：计算机检索PubMed、Embase、Medline、Cochrane 图书馆数据库,检索时间从建刊至2014年11月25日,检索文献语种无限制。收集国内外公开发表的弹性髓内钉与外固定架修复儿童股骨干骨折的临床对照试验研究,患儿年龄3-15岁,应用改良Jadad方法学评分评价纳入文献的方法学质量,采用Stata 12.0软件进行Meta分析。 结果与结论：纳入6篇研究文献,共237例患者。Meta分析显示, 与外固定架相比,弹性髓内钉固定后总体并发症[RR=0.30,95%CI：0.19-0.46,P < 0.001]与针道感染[RR=0.286,95%CI：0.13-0.61,P=0.001]的发生率较低,针尾激惹[RR=1.86,95%CI：1.35-2.56,P < 0.001]的发生率较高,而两组其他指标相比差异无显著性意义。提示与外固定架相比,弹性髓内钉固定具有并发症少,骨折愈合快等优点,对于单纯性儿童股骨干骨折,推荐选择弹性髓内钉固定;而对于下肢高能量损伤、多发伤或伴有严重软组织损伤患者,外固定架是更好的选择。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     

防旋髓内钉和InterTan固定A3型股骨转子间骨折:生物力学变化的有限元分析

背景:股骨转子间骨折是髋部常见骨折之一,伴随着老年骨质疏松以及高能量伤,骨折线常常下移导致A3型股骨转子间骨折,治疗困难。常见的髓内固定包括股骨近端防旋髓内钉和Inter Tan等,由于其具有较高的稳定性和微创性,得到了广泛的应用。目的:通过有限元分析的方法比较股骨近端防旋髓内钉和InterT an修复股骨转子间A3型骨折的生物力学稳定性。方法:分别建立AO3.1,3.2,3.3型股骨转子间骨折及股骨近端防旋髓内钉和InterT an两种内固定的三维有限元模型,按骨科要求予以固定,观察不同模型股骨、内固定的应力分布,比较股骨及内固定模型不同区域的应力峰值,分析其生物力学稳定性。结果与结论:AO3.1型骨折股骨近端防旋髓内钉组股骨侧应力集中在股骨近端外侧,InterT an组股骨侧应力集中在股骨近端内侧;AO3.2型骨折两种内固定系统股骨侧各个区域均无明显应力集中;AO3.3型骨折股骨近端防旋髓内钉组股骨侧应力集中在股骨近端内侧及内固定远端内侧,InterT an组股骨侧无明显应力集中。6种模型内固定远端应力均集中在内侧,其中股骨近端防旋髓内钉组应力大于InterT an组;内固定远端内外侧应力差值股骨近端防旋髓内钉组大于InterT an组;除股骨近端防旋髓内钉固定AO3.3型骨折外,其余5种模型应力峰值均位于头钉与主钉交叉处内侧。提示AO3.1和AO3.3型骨折中,InterT an比股骨近端防旋髓内钉具有更好的稳定性,AO3.2型骨折中,二者稳定性无明显差异;采用InterT an修复股骨转子间骨折时股骨端应力分布更加合理。     

肱骨近端锁定钢板置入结合Osteoset人工骨治疗肱骨近端骨折随访：22例

背景：螺钉、克氏针张力带钢丝、髓内钉、三叶草钢板等置入内固定肱骨近端骨折的疗效欠佳,常出现螺钉固定不牢或松动等现象,影响肱骨头血运与肩关节外展功能。 目的：观察肱骨近端锁定钢板置入内固定结合Osteoset人工骨植入治疗肱骨近端骨折的临床效果。 方法：应用肱骨近端锁定钢板置入内固定结合Osteoset人工骨植入治疗22例肱骨近端骨折病例。 结果与结论：所有病例随访12~24个月均骨性愈合,根据Neer疗效评分标准,优13例,良7例,可2例,差0例,优良率为91%;治疗后X射线显示所有肱骨近端骨折及肩关节脱位均获得了满意复位。说明肱骨近端锁定钢板置入内固定结合Osteoset人工骨植入治疗肱骨近端骨折疗效肯定。     

双螺栓与克氏针张力带固定治疗髌骨横形骨折模型的有限元分析

目的通过有限元分析法对比双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统固定髌骨横形骨折模型的稳定性。方法基于膝关节CT扫描数据,采用Mimics、Patran及Solidworks软件分别建立双螺栓与克氏针张力带固定髌骨横形骨折的有限元模型,采用Abaqus软件模拟屈膝90°髌股关节作用力600 N,分别对两个模型进行力学加载,分析位移及应力分布情况。结果螺栓系统固定治疗髌骨横形骨折时,螺栓与螺母相对最大位移为0.02396 mm,骨折端的最大接触应力值为47.57 Mpa,骨折端的最大等效应力57.40 MPa,螺栓的最大等效应力值为119.9 MPa;克氏针张力带固定治疗髌骨横形骨折时,克氏针相对最大位移为0.01338 mm,钢丝相对最大位移为0.00857 mm,骨折端的最大接触应力值为26.24 Mpa,骨折端的最大等效应力71.34 MPa,克氏针的最大等效应力值为63.1 MPa,钢丝的最大等效应力值为272.2 MPa。螺栓及克氏针张力带均存在应力集中现象,但最大应力值均小于屈服强度。结论双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统均能够用于髌骨横形骨折的治疗,螺栓固定的骨折端加压力更强,应力更为分散,克氏针张力带系统钢丝应力更为集中。     

钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折的有限元分析

背景：骨质疏松和骨折类型是影响股骨近端防旋髓内钉内固定后失效的两个重要原因。AO31-A3.3型股骨转子间骨折因其骨折累及内外侧壁,极大地增加了骨折不稳定性,加之老年人多为骨质疏松患者,故老年AO31-A3.3型股骨转子间骨折股骨近端防旋髓内钉内固定失败和术后并发症概率较高。 目的：探讨钉道强化和普通股骨近端防旋髓内钉治疗AO31-A3.3型股骨转子间骨折的生物力学差异。 方法：选取1例75岁女性AO31-A3.3型股骨转子间骨折志愿者的CT资料,导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化,得到右侧股骨三维模型。运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并与股骨模型按照标准手术技术装配,以STEP格式导入Hypermesh14.0软件中截骨得到AO31-3.3型普通股骨近端防旋髓内钉股骨转子间骨折模型,将螺旋刀片近端周围松质骨重新定义为骨水泥,得到钉道强化股骨近端防旋髓内钉模型。设置材料属性参数、边界条件、施加载荷,分别储存为K文件导入LS-DYNA软件求解。 结果与结论：①与普通股骨近端防旋髓内钉相比,骨水泥钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年AO31-A3.3型股骨转子间骨折的螺旋刀片切割程度更轻,股骨头颈骨块内翻和旋转角度、位移均更小,具有更好的生物力学效果;②完整的外侧壁可以有效支撑股骨头颈骨块,对抗头颈骨块的内翻和旋转倾向,并作为三点支撑的外侧作用点,有效防止头颈螺钉退出;③骨水泥强大的锚固力能稳定螺旋刀片,增强三点支撑的内侧作用点,并能传导、分散压力。 ORCID: 0000-0002-9519-4797(陈心敏) 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