基于流固耦合有限元模型评估颈椎旋转手法下颈动脉粥样硬化斑块的破裂风险

目的 评估颈椎旋转手法对颈动脉粥样硬化斑块的破裂风险。方法建立颈动脉粥样硬化斑块流固耦合（fluid-structure interaction, FSI）模型。采用FSI模型模拟颈椎旋转手法对颈动脉斑块和管腔的拉伸形变。记录斑块和管腔的血流最大剪切力（flow shear stress,FSS）、最大壁面切应力（wall shear stress,WSS）、最大斑块壁应力（plaque wall stress,PWS）、壁面拉应力（wall tensile stress,WTS）和壁面压强（wall pressure, WP）等力学参数。结果在颈动脉16%拉伸形变下,斑块最大WSS为40.54 Pa,此处斑块可能表皮损伤;最大PWS为66.16 kPa,远小于斑块破裂阈值;内部纤维帽最大WTS和最大应变分别为156.75 kPa和0.56,大于破裂应变范围,能达到断裂临界值;管腔最大WTS为1 040.30 kPa,已接近中膜破裂阈值,可能会引起血管损伤。结论 颈椎旋转至生理极限位后,颈动脉拉伸可能造成斑块表皮组织破坏导致脱落,斑块内部会形成损伤、溃疡和出血以及血管损伤,影响斑块稳定性。在颈动脉粥样硬化斑块的颈部疾病患者中应谨慎进行颈椎旋转手法治疗,手法前对斑块进行FSI评估可能是一种有效的安全性筛查方法。     

马蹄环式外固定架固定AO-C2型Pilon骨折在轴向载荷下的稳定性

目的 在传统环形外固定架构型基础上进行重新设计,使其更适合关节内Pilon骨折的固定。通过定量分析负重载荷下应用马蹄环形外固定架固定Pilon骨折端位移以验证该外固定架的稳定性。方法 采用摆锯依据预先制定的截骨线制备AO-C2型Pilon骨折模型,应用马蹄环形外固定架对其固定,然后于力学加载机上进行轴向载荷力学加载。轴向载荷加载方式为从0 N开始依次加载至150、300、450 N。用动态捕捉仪记录轴向载荷加载过程中骨折块在X（左右）、Y（上下）、Z（前后）轴的移位变化。结果 腓骨左右、上下、前后方向整体移位范围分别为0.32～0.70、-0.27～-0.23、0.23～0.32 mm,最大差值为0.09 mm。胫骨内踝侧骨折块左右、上下、前后方向整体移位分别为0.02～0.14、-0.80～-0.19、-0.78~-0.1 mm。胫骨外踝侧骨折块左右、上下、前后方向整体移位范围分别为-0.07~0.05、-0.36~-0.03、0.27～0.47 mm。结论 马蹄环形外固定架不仅能实现骨折端的稳定固定且能产生有利于骨折愈合的微动,符合骨折愈合的生物力学特点。该外固定架构型简单,适合Pilon骨折的治疗,值得推广应用     

骶髂关节周围各韧带对骶髂关节稳定性的影响

目的利用有限元方法分析骶髂关节周围各韧带对骶髂关节稳定性的影响。方法建立正常腰椎-骨盆-股骨有限元模型,在该正常模型基础上分别去除双侧骶髂关节各韧带,建立无髂腰韧带模型、无骶髂前韧带模型、无骶髂后韧带模型、无骶结节韧带模型、无骶棘韧带模型和无骶髂骨间韧带模型。在各模型上分别模拟脊柱的生理运动,分析左右骶髂关节活动度(range of motion,ROM)和各关节面的平均应力,并与正常模型进行比较。结果相比正常骶髂关节模型,无骶结节韧带模型、无骶棘韧带模型和无骶髂后韧带模型的左右两侧骶髂关节ROM均无明显差异,而无骨间韧带模型除在脊柱右旋转情况下左侧骶髂关节ROM和后伸情况下右侧骶髂关节ROM无明显差异外,在其他脊柱生理活动下左右两侧骶髂关节ROM均显著增大。无骶髂骨间韧带模型左右两侧骶髂关节在脊柱生理活动下关节面的平均应力均明显降低。结论在所有骶髂关节周围韧带中,骶髂骨间韧带对骶髂关节的稳定性影响最大。研究结果有利于探讨骶髂关节错位的发生机制,为临床骶髂关节错位的治疗提供一定理论依据。     

闭合复位外固定架固定治疗合并下胫腓联合分离的旋前-外展型三踝骨折的稳定性研究

目的:评估闭合复位外固定架固定治疗合并下胫腓联合分离的旋前-外展型三踝骨折的稳定性。方法:将7对踝关节标本行间断骨钻孔后根据受伤机制施加暴力,制备旋前-外展型三踝骨折模型14踝,其中3对(6踝)踝关节标本合并下胫腓联合分离。将一侧踝关节标本先进行闭合复位外固定架固定,再进行切开复位接骨板内固定;另一侧踝关节标本先进行切开复位接骨板内固定,再进行闭合复位外固定架固定。每次复位固定后,先后对模型施加10 Nm、15 Nm、20 Nm的扭矩外旋足踝,通过在X线片上测定下胫腓联合间隙确定其稳定性。执行完一种固定方式的稳定性测试后,将标本上固定的外固定架或内固定物完全拆除,并将踝关节标本恢复至复位固定前的状态,然后进行另一种固定方式的稳定性测试。比较不同扭矩下两种固定方式对下胫腓联合间隙的影响。结果:造模后双侧踝关节下胫腓联合间隙比较,差异无统计学意义[(6.29±2.93)mm,(4.28±1.69)mm,t=0.378,P=0.540]。闭合复位外固定架固定和切开复位接骨板内固定的合并下胫腓联合分离的旋前-外展型三踝骨折,施加10 Nm、15 Nm、20 Nm扭矩后,两组下胫腓联合间隙的差异均无统计学意义[(5.72±2.46)mm,(5.29±3.58)mm,t=0.246,P=0.811;(5.69±2.72)mm,(6.98±3.05)mm,t=-0.773,P=0.458;(5.70±2.95)mm,(6.80±3.20)mm,t=-0.618,P=0.551]。结论:闭合复位外固定架固定治疗合并下胫腓联合分离的旋前-外展型三踝骨折,其稳定性与切开复位接骨板内固定相当。