髋臼前壁骨折模型的建立及不同内固定方式的生物力学稳定性比较

目的　建立髋臼前壁骨折模型,比较4种内固定方式的生物力学稳定性。 方法　选取20个防腐成人半骨盆标本,建立髋臼前壁骨折模型。将骨折模型随机分为4组,A组采用真骨盆上缘重建接骨板固定,B组采用真骨盆内缘重建接骨板固定,C组采用顺行拉力螺钉固定,D组采用逆行拉力螺钉固定。对各组标本进行轴向压缩实验,测量骨折断端水平位移,计算剪切刚度,比较4组不同内固定方式的稳定性。 结果　相同加载载荷下,骨折断端水平位移：A组>B组>C组>D组,内固定剪切刚度：D组>C组>B组>A组。载荷为400 N时各组水平位移及内固定剪切刚度差异均无统计学意义（P>0.05）,载荷为800 N至2000 N时,除C组与D组间水平位移及内固定剪切刚度差异无统计学意义外（P>0.05）,其余各组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。 结论　髋臼前壁骨折模型可用于髋臼前壁骨折的生物力学分析,采用拉力螺钉固定髋臼前壁骨折的稳定性高于重建接骨板固定方式,其中顺行拉力螺钉固定与逆行拉力螺钉固定的稳定性相似。     

骨盆前环骨折经皮空心拉力螺钉固定的生物力学研究

目的：通过骨盆生物力学的研究,为前环骨折提供可供选择的临床治疗方式。方法：15具防腐湿性尸体,随机分成三组每组5具。A组骨盆完整,行预试验;B、C两组制成前环骨折模型,B组采用空心拉力螺钉固定,C组采用重建钢板固定。各组均接受不超过500次的循环压力负荷,直至结构衰竭,经动态机械性能分析（DMA）并记录压应力和各方向位移。结果：A组在150N／3Hz模式下出现应力松弛,耻骨支间位移（0．7±0．32）mm;250N／5Hz负荷模式下发生结构衰竭,位移（3．0±0．88）mm。相同的压力／频率耦合模式下,发生松弛时B组位移（1．26±0．49）mm,C组位移（1．06±0．45）mm;发生衰竭时B组的应力为（1010．4±542．46）N,C组为（919．2±409．34）N。结论：拉力螺钉与重建钢板相比,应力足够坚强,基于骨盆的生物力学特点,能够改善前环骨折的治疗。     

三种不同内固定治疗胫骨平台后内侧骨折的生物力学研究

目的设计一种与胫骨平台后内髁解剖形态匹配的钢板,比较其与5孔L型有限接触动力加压钢板(LCDCP)和7孔直型重建接骨板治疗胫骨平台后内侧骨折的稳定性。方法将18具胫骨平台后内侧骨折的标本随机分为3组,每组6具。其中,A组标本模型采用前内侧5孔L型LC-DCP固定,B组标本模型采用后内侧7孔直型重建接骨板固定,C组标本模型采用新设计的胫骨平台后内侧锁定钢板固定。分别测量各组标本在轴向载荷为500、1000、1500 N下的垂直位移及失效载荷。结果 A组标本分别在500、1000、1500 N下的垂直位移是(1.035±0.140)mm、(1.721±0.149)mm、(2.263±0.134)mm,B组标本分别在500、1000、1500 N下的垂直位移是(0.268±0.702)mm、(0.788±0.507)mm、(1.518±0.111)mm,C组标本分别在500、1000、1500 N下的垂直位移是(0.180±0.049)mm、(0.578±0.103)mm、(0.760±0.055)mm。在同一载荷下,三组标本骨折块垂直位移组间比较差异均有统计学意义(0.05)。A组标本失效载荷为(1234.3±56.009)N,B组标本失效载荷为(2065.8±102.098)N,C组标本失效载荷为(2544.2±92.982)N,三组间比较差异均有统计学意义(0.05)。结论新设计的胫骨平台后内侧锁定钢板在治疗胫骨平台后内侧骨折上,较5孔L型LC-DCP和7孔直型重建接骨板具有更好的生物力学优势。     

髋臼部T形骨折四种不同内固定方式的生物力学有限元分析

目的　髋臼部T形骨折解剖结构较为复杂,损伤机制多种多样,在临床治疗中难以制定统一的手术金标准。本文通过建立有效的髋臼部T形骨折有限元模型,比较四种不同内固定方式的生物力学稳定性之间的差别。 方法　利用有限元建模软件建立髋臼T形骨折模型后,应用相关有限元软件建立双柱逆行拉力螺钉（A）、前柱重建钢板联合后柱拉力螺钉（B）、后柱重建钢板联合前柱拉力螺钉（C）和双柱重建钢板（D）这4种不同内固定术后的模型,分别予以模拟站位和坐位并进行加载分析。 结果　分别在站位、坐位下,在加载方式相同的情况下髋臼T形骨折前后柱骨折线上最大位移及骨折线上节点位移均数表现为A＞B＞C＞D。 结论　应用双柱重建钢板内固定方式治疗髋臼T形骨折具有良好的生物力学稳定性,后柱重建钢板联合前柱拉力螺钉次之。     

坐位下骨盆T型骨折的三维有限元分析

本文创建了考虑韧带影响的完整三维骨盆模型,按Letournel分型,构建了骨盆T型骨折以及临床复位常用的三种内固定模型:双柱钛板、前路钛板联合后柱螺钉和前路钛板加方形区螺钉。在验证骨盆模型的有效性基础上,发现该模型能够较为准确地反映骨盆在真实状态下的力学行为。三种内固定方式对T型骨折均有较好的复位效果。所有内固定系统均可以增加模型刚度、减弱应力集中以及减弱骨折线位移差。由于四方区螺钉进钉位置均位于皮质骨中,对骨折具有良好的固定效果,因此,第三种内固定(前路钛板加方形区螺钉)对于T型骨折固定效果最好。     

髋臼横断骨折双柱内固定的生物力学分析*

背景：骨盆髋臼骨折治疗的关键是精确的骨折复位和稳定的内固定。 目的：分析比较3种髋臼横断骨折双柱内固定手术的生物力学特性,找到固定效果最好的双柱内固定手术方法。 方法：建立各向异性的骨盆髋臼横断骨折模型,通过对最大位移、最大等效应力等评价指标的有限元综合分析,比较分析双柱螺钉、前柱螺钉后柱钢板、双柱钢板等3种双柱内固定方法在站立位置的生物力学性能差异。 结果与结论：有限元分析双柱螺钉固定最大位移1.827 mm,最大等效应力26.589 MPa;前柱螺钉后柱钢板固定最大位移2.080 mm,最大等效应力106.04 MPa;双柱钢板固定最大位移2.987 mm,最大等效应力200.37 MPa。3种双柱内固定方法稳定性最好的是双柱螺钉固定,最后是双柱钢板固定。      

髓内螺钉固定用于髋臼横断骨折的生物力学研究

目的探讨髓内螺钉固定用于髋臼横断骨折的生物力学特性,为临床应用提供理论依据。方法选取5例成人髋关节,模拟髋臼横断骨折,采用髓内自加压钉、空心钉2种内固定,进行骨折部位分离位移、应力、载荷的大小测量。结果①髓内自加压螺钉固定在800N时,其纵向位移、水平位移比采用髓内空心钉要小,有显著性差异(P0.05);②800N载荷作用下,髓内自加压钉的轴向刚度、水平剪切刚度较空心钉大,具有显著性差异(P0.05)。结论髓内自加压螺钉对髋臼横断骨折固定的效果优于空心钉。     

数字散斑法加载100 N与500 N测量胫骨干骨折内固定下的位移

背景：以往研究多以传感器研究钢板置入内固定治疗骨折生物力学特点,存在直接接触、精度低等缺点。 目的：以数字散斑法测试成人胫骨加压钢板内固定中骨折断端第4颗和第5颗螺钉在不同拉力条件下的平均位移。 方法：测试之前在所有成人胫骨标本表面喷涂银漆粉,用于数字散斑测量。横行截断胫骨中点,制造胫骨干中段骨折模型。将加压钢板置入胫骨后外侧骨膜下,骨折端两侧各4枚螺钉穿透4层骨皮质。标本分6个状态：A,8枚螺钉加压胫骨内固定(未锯断,模拟骨愈合状态);B,在A组的基础上胫骨中点锯断;C,在B组的基础上去掉上面第1颗螺钉;D,在C组的基础上去掉下面第1颗螺钉;E,在D组的基础上去掉上面第2颗螺钉;F,在E组的基础上去掉下面第2颗螺钉,按A~F组测量顺序进行测量。在100,500 N拉力下,用CSS-44100型电子万能试验机进行加载拉力测量骨折断端近侧第4颗与第5螺钉的位移。 结果与结论：方差分析显示在100 N拉力下(F=3.107),A组与F组比较方差的P < 0.05;在500 N拉力下(F=4.719),A组与F组比较方差的P值< 0.05。说明靠近骨折线的螺钉承受较大的应力,容易断裂,在加压钢板内固定治疗胫骨骨折时,经过推断假定其螺钉直径建议增加1.0~2.0 mm。     

微创经皮接骨板内固定治疗胫骨远端骨折

目的：探讨经皮微创接骨板内固定技术（MIPPO）治疗胫骨远端骨折的临床疗效。方法：利用普通胫骨远端内侧解剖接骨板经皮插入法固定胫骨远端骨折15例,其中男性12例,女性3例,对其中12例同时使用重建接骨板固定合并的腓骨下段骨折。按AO分型,43A型10例,43B型4例,43C型1例。结果：所有骨折均顺利愈合。X线显示骨痂出现时间平均8周,临床骨愈合时间平均为13个月。按照Mazur踝关节功能评分优良率93．3％。结论：胫骨远端内侧接骨板经皮内固定是治疗胫骨远端骨折的有效方法。腓骨的解剖复位及X线监视是手术治疗的关键。     

两种不同固定方式对累及后内侧柱的胫骨平台复杂骨折的生物力学研究

目的：研究后内侧支撑板加外侧“Raft”锁定板内固定和外侧“T”形接骨板固定的累及后内侧柱的胫骨平台复杂骨折的生物力学。方法：选取28具新鲜的尸体(由我市医学院提供),均为成年男性,于尸体中取胫骨上端及股骨下端作为本研究的骨性标本。参考Kelly法制作符合本研究要求的累及后内侧柱的胫骨骨折模型共28具。将所有模型随机分为A、B两组。A组14具,行内侧支撑板加外侧“Raft”锁定板内固定法;B组14例,行外侧“T”形接骨板固定法。使用传感器检查并比较两组骨性标本模型相应位置的转矩变化、水平剪切刚度、轴向刚度、载荷-位移等指标,讨论两种不同固定方式的生物力学。结果：A组模型的平均载荷–位移为(0.07±0.01) mm,B组为(0.12±0.03) mm,A组的平均载荷–位移明显低于B组,差异具有统计学意义(P<0.05);A组的平均轴向刚度为(3157±346) N/mm,B组为(2683±253) N/mm,A组的平均轴向刚度明显高于B组,差异具有统计学意义(P<0.05);A组的平均水平剪切刚度为(2165±217)(N·m)/Deg,B组为(1593±142)(N·m)/Deg,A组的平均水平剪切刚度明显高于B组,差异具有统计学意义(P<0.05);A组的平均转矩变化为(1.93±0.21) N·m,B组为(1.52±0.14) N·m,A组的平均转矩变化明显高于 B组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论：在累及后内侧柱的胫骨平台复杂骨折的治疗中,采用后内侧支撑板加外侧“Raft”锁定板内固定,较单一的外侧“T”形接骨板固定而言,在生物力学方面的稳定性更高。     

Biomechanical analysis of the acetabular buttress-plate: are complex acetabular fractures in the quadrilateral area stable after treatment with anterior construct plate-1/3 tube buttress plate fixation?

OBJECTIVE:

The acetabular buttress-plate has been widely used in treating difficult cases with satisfying clinical results. However, the biomechanical properties of a postoperative acetabular fracture fixed by the buttress-plate are not clear. The purpose of this study was to evaluate the biomechanical properties of stability after the anterior tube buttress-plate fixation of complex acetabular fractures in the quadrilateral area.

METHODS:

A construct was proposed based on anterior construct plate - 1/3 tube buttress plate fixation for acetabular both-column fractures. Two groups of six formalin-preserved cadaveric pelvises were analyzed: (1) group A, the normal pelvis and (2) group B, anterior construct plate-1/3 tube buttress plate with quadrilateral area fixation. The displacements were measured, and cyclical loads were applied in both standing and sitting simulations.

RESULTS:

As the load was added, the displacements were Ap = 0.013; sitting position: p = 0.009) between groups A and B.

CONCLUSION:

The anterior construct plate - 1/3 tube buttress plate fixation provided a better stable construct for early sitting. The standing mode yielded more significant differences between the groups. Placing a 1/3 tube buttress-plate via an anterior approach is a novel method of providing quadrilateral area support in this setting.     

三维记忆内固定与髋臼重建钛板系统修复髋臼后壁骨折伴关节后脱位的比较

背景：髋臼后壁骨折伴髋臼关节后脱位大多需要实施固定切开复位内固定治疗,术中可选择不同的内固定材料。 目的：观察髋臼三维记忆内固定系统在髋臼后壁骨折伴髋臼关节后脱位中的应用效果。 方法：回顾性分析山东省菏泽市立医院2010年2月至2014年2月收治的92例髋臼后壁骨折伴髋臼关节后脱位患者的临床资料,均实施固定切开复位内固定治疗,按照所使用内固定物的不同分为三维记忆内固定组45例和重建钛板组47例,固定后随访12个月。 结果与结论：重建钛板组手术时间以及术中出血量均显著长于或者大于三维记忆内固定组(P < 0.05)。三维记忆内固定组的末次随访Harris评分显著高于重建钛板组(P < 0.05)。两组患者固定后均未出现血栓并发症及深部感染等不良反应。结果表明,将三维记忆内固定系统应用于对髋臼后壁骨折伴髋臼关节后脱位的内固定治疗之中可以获得良好的应用效果。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      

3D打印结合Union Plate跨弓状缘髋臼解剖钢板在复杂髋臼骨折中的应用

目的探讨术前在3D打印模型上规划后柱螺钉用于髋臼骨折内固定的可行性和安全性,评价这种联合技术对复杂髋臼骨折治疗的早期临床结果。方法回顾性分析华中科技大学同济医学院附属协和医院自2018年6月至2019年8月行复杂髋臼骨折的15例患者资料,根据CT数据行骨盆3D打印,得到1∶1(含髂血管)仿真模型,术前在三维模型上模拟手术固定,并规划后柱拉力螺钉,将螺钉消毒以备术中使用。术中采用高位髂腹股沟入路,并使用Union Plate跨弓状缘髋臼解剖钢板+后柱拉力螺钉进行固定。结果全部患者的手术均按照术前计划顺利进行,平均手术时间172 min(150~290 min),术中平均出血量620 m L(200~1 500 mL);所有后柱螺钉均成功置入,术中透视螺钉位置、长度良好。术后根据Matta标准评价骨折复位情况。其中优9例,良6例,优良率100%。按照Matta改良的Merle d'Aubigne和Postel评分评价髋关节功能,其中优8例,良5例,可2例,优良率为86.7%。围术期出现闭孔神经麻痹1例,随访3个月好转;未观察到切口感染、血栓形成、螺钉松动或断裂等并发症。结论通过术前3D打印模拟手术、规划后柱拉力螺钉,结合跨弓状缘髋臼解剖钢板治疗复杂髋臼骨折置钉成功率高,安全性好,个体化强,效果可靠。     

多针内固定治疗跟骨骨折的有限元及临床分析

背景：选择恰当的治疗方法能明显改善跟骨关节内骨折患者的预后。 目的：旨在分析跟骨骨折多针内固定和钢板内固定两种方法的固定效果,评价2种内固定方式的临床疗效。 方法：①CT扫描正常男性右侧跟骨,建立完整跟骨三维有限元模型,模拟Sanders Ⅱ型跟骨骨折,模拟跟骨骨折钢板和多针两种内固定后受到跟腱载荷的工况,对比研究钢板功能位0°、多针功能位0°组、多针跖屈30° 组2种内固定3种分组模型的应力分布、骨折线相对位移和内固定最大主应力。②回顾性研究59例Sanders Ⅱ型跟骨骨折,其中36例患足行切开复位多针内固定,23例患足行切开复位钢板内固定, 采用Maryland足部评分系统评价跟骨骨折钢板和多针两种内固定后的临床疗效,并分析固定后软组织并发症。 结果与结论：①有限元分析中加载足踝静止状态跟腱最大载荷160 N,3组模型内固定的最大主应力值均小于内固定屈服强度225 MPa。3组模型跟骨骨折线的相对移位均小于跟骨关节内骨折手术指征的骨折线分离或移位≥1 mm的标准。连续加载1~1 000 N载荷的工况,3组模型内固定失效时对应的跟腱载荷均大于160 N。模型的应力分布显示,多针与钢板内固定都均匀分布了应力。②临床研究结果显示SandersⅡ型骨折多针固定组优良率83%,钢板固定组优良率78%,两组固定后疗效差异无显著性意义(P > 0.05),但多针固定组固定后软组织并发症发生率低于钢板固定组(P < 0.05)。     

Biomechanical analysis of posteromedial tibial plateau split fracture fixation

The purpose of this study was to compare the biomechanical strength of four different fixation methods for a posteromedial tibial plateau split fracture. Twenty-eight tibial plateau fractures were simulated using right-sided synthetic tibiae models. Each fracture model was randomly instrumented with one of the four following constructs, anteroposterior lag-screws, an anteromedial limited contact dynamic compression plate (LC-DCP), a lateral locking plate, or a posterior T-shaped buttress plate. Vertical subsidence of the posteromedial fragment was measured from 500 N to 1500 N during biomechanical testing, the maximum load to failure was also determined.It was found that the posterior T-shaped buttress plate allowed the least subsidence of the posteromedial fragment and produced the highest mean failure load than each of the other three constructs (P = 0.00). There was no statistical significant difference between using lag screws or an anteromedial LC-DCP construct for the vertical subsidence at a 1500 N load and the load to failure (P > 0.05).This study showed that a posterior-based buttress technique is biomechanically the most stable in-vitro fixation method for posteromedial split tibial plateau fractures, with AP screws and anteromedial-based LC-DCP are not as stable for this type of fracture.     

Biomechanical analysis of four different fixations for the posterolateral shearing tibial plateau fracture

The posterolateral shearing tibial plateau fracture is uncommon in the literature, however with the increased usage of computer tomography (CT), the incidence of these fractures is no longer as low as previously thought. Few studies have concentrated on this fracture, least of all using a biomechanical model. The purpose of this study was to compare and analyse the biomechanical characteristics of four different types of internal fixation to stabilise the posterolateral shearing tibial plateau fracture. Forty synthetic tibiae (Synbone, right) simulated the posterolateral shearing fracture models and these were randomly assigned into four groups; Group A was fixed with two anterolateral lag screws, Group B with an anteromedial Limited Contact Dynamic Compression Plate (LC-DCP), Group C with a lateral locking plate, and Group D with a posterolateral buttress plate. Vertical displacement of the posterolateral fragment was measured using three different strengths of axial loading force, and finally loaded until fixation failure. It was concluded that the posterolateral buttress plate is biomechanically the strongest fixation method for the posterolateral shearing tibial plateau fracture.     

骨盆并髋臼骨折内固定材料的生物相容性

背景：骨盆骨折合并髋臼骨折多由高能量暴力伤所致,常伴严重并发症,往往需要外科内固定治疗。 目的：探讨骨盆骨折合并髋臼骨折内固定治疗以及材料的生物相容性。 方法：以“骨盆骨折,髋臼骨折,内固定,材料;pelvis fracture,acetabulum fracture,internal fixators,materials”为关键词,应用计算机检索2005至2014年万方数据库、清华知网数据库和PubMed数据库,选取有关骨盆骨折合并髋臼骨折内固定治疗以及材料生物相容性研究的文献,同一领域文献选择权威杂志或发表时间为近期的文章,依据纳入排除标准选取29篇文献进行归纳分析。 结果与结论：对于骨盆骨折合并髋臼骨折临床多采用重建钢板或拉力螺钉内固定,常用于内固定的重建钢板材料是钛板,弹性模量接近骨的弹性模量,生物相容性好,可在置入前预先弯曲塑形,使之与骨折部位骨面相匹配。可吸收螺钉具有良好的组织相容性,无毒副反应,避免金属螺钉的电解与腐蚀,在内固定早期保持一定的强度,随着时间的推移骨折逐渐愈合,材料强度也缓慢降低,材料最终降解为水和二氧化碳,治疗效果满意。以三维重建技术定制钢板固定和微创内固定是目前骨折治疗的重大进展,临床应用前景广阔。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程