胫骨pilon骨折受伤机制的有限元分析

目的 探讨胫骨pilon骨折发生过程中胫腓骨及远端关节面的应力分布规律。方法 选择1名健康男性志愿者建立胫腓骨及距骨的三维有限元模型,根据骨折发生特点设定工况,在中立位、背伸、跖屈、内翻、外翻5种不同工况下从距骨远端向近端进行静力加载,并将模型与地面进行碰撞。结果 在静载荷下,中立位应力主要分布于踝间线以前的内踝、胫骨踝穴顶前缘及外踝,背仲位应力主要分布于外踝及胫骨踝穴顶前部,跖屈位应力分布于胫骨踝穴顶后部,内翻位应力主要分布于外踝关节面及胫骨踝穴顶外侧部,外翻位应力主要分布于外踝关节面。在碰撞情况下,中立位应力分布与静载荷下一致,背伸立应力主要分布于踝间线以前,跖屈位应力主要分布于胫骨踝穴顶之踝间线后部及外踝关节面,内翻立应力主要分布于胫骨踝穴顶外部及外踝,外翻位应力主要分布于内踝、外踝及踝间线前部。腓骨关节面存静载荷作用下均处于高应力分布状态,在碰撞过程中亦最早接受应力分布。结论 腓骨是胫骨pilon骨折发生中最早受累且受累较重的部位。胫腓骨远端关节面在骨折发生中存在4个主要应力分布区,此4个应力区向近端延伸为内、外、前、后4个柱。