加压钢板固定术后内植物失败的生物力学分析

目的 探讨内固定失败的生物力学原因。方法 在用有限元方法对普通加压钢板固定股骨干骨折进行应力分析的基础上,分析了内植物失败病例34例的失败原因。结果 除手术操作和内植物自身的缺陷外,许多因素如钢板的安放位置、钢板长度、螺钉安放不足、螺钉选择不当、骨折端有间隙、骨皮质有缺损等方面均影响骨折的稳定性和钢板的安全性。结论 应强调骨折内固定中的生物力学原则,尽可能避免应力集中,以保证内植物确实达到坚强有效的内固定作用。     

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...     

限制接触型滑槽螺栓加压双钢板的设计及力学性能研究

目的 设计一种用于固定长骨干粉碎性骨折的新型双钢板，并测试其力学性能。方法 自行设计制造限制接触型滑槽螺栓加压双钢板。并利用电测方法测试其强度及应力遮挡效应，与相同材料和工艺制造的单钢板和普通螺栓双钢板比较，检验其设计的合理性。结果 限制接触型滑槽昆栓加压双钢板的轴向强度介于单钢板和传统双钢板之间，与两者均有显著差异（P＜0．01），抗弯强度接近传统双钢板，与单钢板有显著差异（P＜0．01），应力遮挡率显著低于普通螺栓双钢板（P＜0．01），与单钢板的应力遮挡率没有显著性差异。结论 限制接触型滑槽螺栓加压双钢板的强度高且应力遮挡效应较低，力学设计合理，使早期功能锻炼和加快骨折愈合成为可能。走出了应力遮挡效应随内固定物截面积增大而增大的误区，为坚强内固定的前提下降低应力遮挡效应提供了一种新的方法     

新型锁定钢板与AO-PHILOS钢板固定肱骨近端四部分骨折的三维有限元分析

目的比较分别使用新型锁定钢板固定和AO-PHILOS钢板固定肱骨近端四部分骨折的生物力学表现。方法建立肩关节、肱骨近端四部分及骨折内固定三维有限元模型。通过有限元分析,比较两种骨折内固定模型在肩关节4种外展不同功能位置时应力、位移分布情况。结果肩关节外展0°、30°、60°、90°时,新型锁定钢板的最大位移分别为6.644、7.079、5.850、3.005 mm,而AO-PHILOS钢板的最大位移分别为6.293、6.826、5.774、3.023 mm。两种内固定的最大位移在变化中接近,表明在固定肱骨近端骨折中的稳定性无明显差别。肩关节外展0°、30°、60°、90°时,新型锁定钢板的最大Von Misses应力分别为1 033.0、904.1、888.1、1 062.0 MPa,而AO-PHILOS钢板的最大Von Misses应力分别为743.1、692.4、486.4、393.5 MPa。在不同肩关节外展位过程中,两者总体应力都在逐渐减小,但新型锁定钢板应力减小的范围较大,相对来说,应力分散传递明显。结论新型锁定钢板和AO-PHILOS钢板内固定治疗肱骨近端四部分骨折时,应力分布差异不明显,都表现出稳定的固定效果。但对于有骨质疏松且同时合并大、小结节的肱骨近端骨折时,新型锁定钢板独特的解剖设计及固定效果更具有优势。     

限制型颈前路内固定钢板的有限元模拟及其生物力学分析

目的 评估颈前路内固定钢板在轴向压力、前屈、侧弯和扭转等四种生理性工况下的生物力学特性及其应力/应变分布,为临床上对颈前路内固定钢板的选择及其设计提供科学的参考依据.方法 在国人颈椎解剖结构统计学数据和颈前路内固定钢板尺寸数据的基础上,建立颈椎C5-C6功能节段-限制型颈前路内固定钢板的有限元模型,计算其在人体生理性工况下的应力/应变分布.结果 在生理性载荷下,应力/应变集中分布在骨螺钉和内植入固定板的结合部位以及内固定板的中心位置,边缘处应力/应变较小.结论 在轴向压力、前屈、侧弯和扭转四种生理性载荷下,应力/应变集中分布在颈前路内固定钢板和骨螺钉的结合处,又因该结合处为螺钉结构连接,所以,此结合处刚性连接比较薄弱,易发生内固定失败.     

股骨髁间骨折采用L形髁钢板+螺栓内固定的生物力学分析

目的：论证股骨髁间骨折采用Ｌ型髁钢板＋螺钢板＋螺栓,Ｌ形髁钢板,加压钢板＋螺栓固定,比较三种不同内固定方式的优劣,并为临床提供科学依据。方法：用９具新鲜股骨尸标本以实验应力分析法和有限元现论计算法对股骨髁间骨折内固定进行力学分析。结果：证明Ｌ形髁钢板＋螺椎内固定优于Ｌ形髁钢板,加钢板＋螺栓固定,应力和髁间位移两者具有显著性差异（Ｐ〈０．０１）结论：Ｌ形髁钢板＋螺栓联合固定是治疗股骨髁间骨折较好的内     

胫腓骨骨折钢板内固定手术入路浅析

胫腓骨骨折是较为常见的骨折,采用钢板内固定又是常用的治疗方法,而胫腓骨骨折钢板内固定手术入路的问题一直存在着争议,钢板内固定方式决定了手术入路。手术入路一般有3种:前内侧、前外侧、后外侧,常用前外侧。目前有学者提出前内侧应为常规手术入路。从生物力学和解剖学的观点以及AO技术的原则来分析,小腿双骨折后,胫骨骨折端受小腿后外侧肌肉收缩作用,张力侧在胫骨的内侧。根据钢板内固定的原则,钢板应固定在张力侧。但是,因小腿软组织结构特殊,小腿内侧软组织少,内固定影响组织的血运,易使皮肤发生缺血坏死,增加感染机会。因此,我们自     

波形钢板固定股骨骨折的生物力学实验研究与临床应用

本文采用7具人尸股骨标本骨折后采用波形钢板和普通钢板加以固定，对照比较了两种不同固定方式下轴向压缩、三点弯曲、扭转试验下的生物力学性能。结果表明：波形钢板的强度比普通钢板的强度大32％，刚度高33％，两者是显著性差异（P＜0．01）。同时试验证明：波形钢板固定的应力遮挡率小于普通钢板32．5％，有利于骨重建应力环境的改善，能加速食痂生长。两种钢板本身的强度和刚度也显示了前者优于后者。证明采用波形钢板是符合生物力学原则的，临床应用波形钢板治疗股骨干骨折20例，经5～16个月随访，优良率达94．7％。表明波形钢板是治疗股骨干骨折较好的内固定方法，值得推广应用。     

锁定、解剖钢板固定SandersⅡ跟骨骨折稳定性的有限元分析

目的本研究旨在应用有限元分析方法,比较锁定钢板、解剖钢板治疗SandersⅡ型跟骨骨折的生物力学稳定性,为临床工作提供理论依据。方法将志愿者跟骨CT数据通过Mimics等软件建立Sanders Ⅱ型跟骨骨折三维模型,经过锁定和解剖内固定材料属性赋值、施加载荷、设定分析标准,应用ANSYS 10.0软件分析骨折块的位移、相对位移,骨组织和内固定的应力状态,分析比较内固定稳定性。结果对于Sanders ⅡA型、ⅡB型跟骨骨折模型,锁定钢板固定时骨折块移位程度和骨折相对移位程度都显著优于解剖钢板,Sanders ⅡC型跟骨骨折模型中两种移位相近,锁定钢板固定时内固定峰值应力小于解剖钢板组,内固定周围骨质应力大于解剖钢板组。结论对于Sanders ⅡA型、ⅡB型跟骨骨折,锁定钢板内固定系统的稳定性相对于解剖钢板有优势,两种固定方式对恢复关节面平整作用均在合理范围内。有限元分析是一种相对可靠的办法,实验的最终结果还需要进一步通过生物力学和临床研究进行验证。     

三维有限元分析钢板内固定治疗跟骨骨折

背景：有多种钢板治疗跟骨骨折,但究竟哪种效果更好,目前尚无定论。 目的：在跟骨骨折三维有限元模型上模拟加载3种类型的钢板,观察比较应力、应变及移位等生物力学性能。 方法：在踝关节中立位和背伸20°位建立跟骨骨折三维有限元模型,分别模拟使用跟骨Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3种形状钢板对骨折进行固定,加载后计算内固定物自身的应力分布、骨骼的应力分布及骨折块间的移位程度。 结果与结论：①两种体位骨折模型3种固定方式下的钢板应力分布都不均匀,钢板前部应力水平均高于后部,Ⅰ型钢板的应力分布相对比较均匀。②两种体位骨折模型3种固定方式下跟骨的应力最大值均在跟骨前部,而正常跟骨最大应力值在跟结节处,Ⅰ型钢板固定跟骨骨折后骨骼的最大应力值均小于Ⅱ型、Ⅲ型钢板。③两种体位骨折模型3种固定方式下均发生了骨折块间的位移,其位移趋势是一致的。结果显示,与Ⅱ型、Ⅲ型钢板固定相比较,跟骨Ⅰ型钢板固定后所承受应力更小,且应力分布更均匀,较符合生物力学原理。     

ANSYS疲劳分析在接骨板选型评估中的应用

目的 通过对比股骨远端接骨板中A型、B型锁定加压接骨板(locking compression plate, LCP)的疲劳强度,为测试其弯曲强度及疲劳性能时对接骨板选型提供理论评估方法。方法 通过对不同类型接骨板进行弯曲强度性能测试与疲劳性能测试,再结合ANSYS Workbench对接骨板总变形、von Mises应力及疲劳使用寿命进行有限元分析。结果 A型接骨板疲劳强度比B型接骨板高30.7%,A型接骨板应力比B型接骨板要低,A型接骨板最低疲劳使用寿命比B型接骨板要高17%。结论 A型接骨板的疲劳性能比B型接骨板良好,故A型接骨板的失效可能性比B型接骨板的可能性要低。研究结果为测试新研发的两种接骨板各种性能时对不同接骨板选型辅助提供参考。     

支撑钢板在股骨远端骨折中的应用

目的 探讨外侧支撑钢板治疗股骨远端骨折的方法及疗效.方法 2004年2月～2006年12月共收治23例股骨远端骨折患者.全部采用切开复位外侧支撑钢板内固定加一期自身骼骨植骨治疗.结果 23例病人切口一期愈合,骨折复位良好,无切口感染、无内固定松动及断裂、无畸形愈合及延迟愈合或者不愈合;全部患者经1～2年(平均1.5年)的随访,骨折均骨性愈合,膝关节功能恢复良好.结论 对于股骨远端AO分型中的A2～C3型骨折,切开复位支撑钢板内固定、一期植骨是一种较好的治疗方法,能减少、预防各种并发症,提高患者生存质量.     

应用新型轨道钢板治疗长管状骨折的实验研究

应用新型轨道齿式拱型加压接骨钢板治疗长管状骨骨折 ,因钢板与骨之间有一定的间隙 ,故不仅可以防止骨膜与血管的破坏 ,也可防止骨皮质的吸收、松动和坏死。由于拱型钢板上的轨道尖齿咬入骨皮质内 ,故在结构上形成了相互交织的聚合应力 ,并起内固定的作用。由于行骨膜外固定 ,即可以保证骨折处的正常血运 ,又不压迫骨皮质 ,有利于骨痂在髓腔内表面形成和爬行。     

骨折内固定接骨板破坏原因分析与实验研究

临床用接骨板内固定骨折,在骨折愈合过程中钢板发生破坏现象时有发生,我们应用静强度理论模拟人体单肢站立承受太弯组合变形,在人体新鲜尸体下肢人为造成骨折,用接骨板固定。对接骨板进行应变测量,还对接骨板进行疲劳实验、四点弯曲实验。用静强度理论和低周疲劳劳强度理论分析接骨板的破坏原因,旨在为设计应用接骨板提供理论依据。     

可降解镁合金接骨板体内降解行为及力学性能

目的 研究可降解镁合金接骨板修复骨折过程中的降解行为及力学性能。方法 将36只成年新西兰兔随机分为实验组（镁合金接骨板组,n=18）及对照组（钛合金接骨板组,n=18）,分别利用镁合金接骨板及钛合金接骨板进行骨折固定。术后通过X线片检查、扫描电镜检查、能谱分析、失重试验及4点弯曲试验,评价镁合金接骨板修复骨折过程中的降解行为及力学性能变化规律。结果 镁合金接骨板在体内可逐渐降解;镁合金接骨板随着体内植入时间延长,其降解逐渐加深,且表面为均匀腐蚀;镁合金接骨板随着降解过程的加深,力学性能逐渐减弱。结论 镁合金接骨板在体内可随着骨折愈合而逐渐降解,其力学性能也逐渐衰减,但是其仍能满足骨折内固定的要求,是一种良好的新型可降解骨科植入材料。     

Assessment of Carbon Fibre Composite Fracture Fixation Plate Using Finite Element Analysis

In the internal fixation of fractured bone by means of bone-plates fastened to the bone on its tensile surface, an on-going concern has been the excessive stress shielding of the bone by the excessively-stiff stainless-steel plate. The compressive stress shielding at the fracture-interface immediately after fracture-fixation delays callus formation and bone healing. Likewise, the tensile stress shielding in the layer of bone underneath the plate can cause osteoporosis and decrease in tensile strength of this layer.In this study a novel forearm internal fracture fixation plate made from short carbon fibre reinforced plastic (CFRP) was used in an attempt to address the problem. Accordingly, it has been possible to analyse the stress distribution in the composite plates using finite-element modelling.A three-dimensional, quarter-symmetric finite element model was generated for the plate system. The stress state in the underlying bone was examined for several loading conditions. Based on the analytical results the composite plate system is likely to reduce stress-shielding effects at the fracture site when subjected to bending and torsional loads. The design of the plate was further optimised by reducing the width around the innermost holes.     

锁定加压接骨板固定股骨近端假体周围骨折的生物力学分析

目的评价锁定加压接骨板(locking compression plate,LCP)固定股骨近端假体周围骨折(periprosthetic proximal femur fracture,PPFF)的生物力学强度。方法采用LCP和倒置股骨远端微创锁定接骨板(less invasive stabilization system,LISS)分别固定8对左、右配对的Vancouver B1型成人尸体PPFF标本,假体柄对应长度的股骨分别采用4枚双层皮质锁定螺钉固定(LCP组)和4枚单层皮质锁定螺钉固定(LISS组),骨折远端均采用4枚双层皮质锁定螺钉固定,两种接骨板使用锁定螺钉的螺孔距骨折端的距离相等。通过4点弯曲试验和扭转试验,对比分析两组的最大弯曲载荷、最大弯曲位移、抗弯刚度、最大扭矩、最大扭转角度和抗扭转刚度。结果 LCP组最大弯曲载荷、最大弯曲位移和抗弯刚度均大于LISS组,但差异无统计学意义(P>0.05)。LCP组最大扭矩、最大扭转角度和抗扭转刚度均大于LISS组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 LCP抗扭转刚度明显优于LISS,对PPFF固定的力学稳定性更好。     

单皮质钢板内固定长骨折游离大骨片的实验研究

目的：探讨薄形钢板单皮质固定长骨粉碎性骨折所形成的游离大骨片,为临床应用提供理论依据.方法：采用48根长短、粗细相近的新鲜成人尸体胫骨标本,均制作成具有游离大骨片的中段长斜形粉碎性骨折模型,并用重建钢板于胫骨张力侧固定胫骨主干,再随机均分为A、B、C 3组,游离大骨片分别用双股细钢丝环形捆扎固定（A组）、1枚拉力螺钉固定（B组）、薄形钢板单皮质固定（C组）.将标本固定于MTS试验机上,测试并比较3组标本的轴向抗压刚度、抗弯刚度和抗扭刚度.结果：C组的抗弯刚度、抗扭刚度和轴向抗压刚度均强于A组和B组（P＜0.05）.结论：薄形钢板单皮质固定长骨粉碎性骨折所形成的游离大骨片,效果可靠.     

3D打印导板技术配合复杂骨盆骨折微创置钉手术的护理观察

目的 探讨3D打印导板技术配合复杂骨盆骨折微创置钉手术的手术护理配合。方法 总结2017年6月~2018年1月我院为10例骨折患者进行3D打印导板技术配合微创置钉术的手术方法及护理。结果 10例患者均骨折复位良好,固定稳定,未出现1例血管神经损伤,下肢活动和坐位时疼痛感逐渐消失,术后X光片检查,均通过两枚微创螺钉的固定,骨折达到有效的治疗效果。结论 3D打印导板技术配合微创置钉手术,可让骨盆骨折患者从各方面达到良好的手术效果,同时良好的手术护理也是手术成功至关重要的步骤。用3D打印导板技术进行仿真模型制作,进行精准手术演练,无需计算机导航设备,术中透视少,置钉精准度高,可达到手术时间更短,疗效更好,费用更低的效果。     

钢板骨折区增加螺钉帽对胫骨骨折内固定影响的有限元分析

目的　探讨固定胫骨骨折时骨折区钢板置入螺钉帽对固定结构生物力学性能的影响。 方法　通过CT扫描数据和三维图像重建,模拟临床手术固定建立胫骨中段粉碎性骨折锁定钢板固定有限元模型,13孔钢板布钉位置为1、2、4、5、9、10、12、13孔,骨折区钉孔为6,7,8,并设计两种钢板固定方式：A（骨折区置入螺钉帽）和B（骨折区不置螺钉帽）,对模型A和模型B分别进行600N压缩试验和1000N三点弯曲试验,计算分析模型各部位的力学指标并进行比较分析。 结果　压缩试验中,模型A钢板最大应力出现在钢板下端,模型B钢板最大应力出现在骨折区,模型A钢板最大应力明显小于模型B;三点弯曲试验中,两种模型钢板最大应力均出现在骨折区,模型A钢板最大应力明显小于模型B。 结论　在钢板骨折区空螺钉孔处增加螺钉帽,可以明显降低钢板的最大应力,减少钢板骨折区的应力集中,从而减少在骨折端处钢板发生疲劳性断裂的风险。