膝关节单髁置换胫骨优化截骨设计的生物力学研究

目的 比较膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty, UKA)常规截骨、保留圆角截骨及全新扩大圆角截骨方法对术后胫骨近端生物力学特性的影响。方法 基于Sawbones胫骨的CT数据,构建完整胫骨模型及不同截骨方式下UKA术后胫骨模型,采用轴向压缩工况对模型进行有限元分析,比较不同模型间胫骨近端应变情况及骨水泥应力差异。结果 在轴向压缩工况下,扩大圆角组其截骨区皮质骨von Mises应变峰值较常规截骨组与保留圆角组有所增加,而松质骨von Mises应变峰值则分别减少24.3%～42.9%、26.0%～48.7%。对比截骨区松质骨与皮质骨von Mises应变峰值差Δε_peak,发现扩大圆角组其Δε_peak远远小于其余两组。UKA后不同模型间胫骨前内侧皮质骨最小主应变无明显差异,但较完整胫骨模型增加23.3%～34.5%。扩大圆角组骨水泥单元平均von Mises应力随着圆角半径增大呈现下降趋势,且整体均小于常规截骨组与保留圆角组。结论 全新扩大圆角截骨方法可使健康骨质条件下胫骨近端应力传递更均匀...     

腓骨高位截骨术对胫骨平台的生物力学分析

目的:采用三维有限元方法分析腓骨高位截骨对胫骨平台造成的生物力学改变,为腓骨高位截骨在伴有内翻畸形 的膝关节炎中的应用提供生物力学数据参考。方法:根据一例健康志愿者的CT数据,采用Mimics、Geomagic Studio2013 以及Abaqus6.13软件建立个体化的膝关节有限元模型,通过对模型设定边界条件、加载材料属性、载荷设置以及模拟腓骨 高位截骨术,计算腓骨高位截骨术前后胫骨平台的不同截面上任意节点的应力大小。结果:经手术去除腓骨的支撑后,内 侧胫骨平台的应力值变化情况不一致,内部的应力降低,中部的不变,外部的增大。而外侧胫骨平台的应力值均增加,且 其内部的应力值最大。整个胫骨平台上应力呈现往中间集中的态势。结论:腓骨高位截骨术有助于减小胫骨平台内侧的 应力,从而达到缓解膝关节炎病人的疼痛及活动不便的症状。由于术后应力的重新分布,故该术式的长期疗效及适应症 等仍需观察。     

胫骨高位截骨与单髁置换治疗膝关节内侧间室骨关节炎的Meta分析

背景:治疗膝关节内侧间室骨性关节炎最常见的手术方式是胫骨高位截骨和单髁置换,而两者之间的疗效是否存在差异仍缺乏系统评价。目的:采用Meta分析比较胫骨高位截骨和单髁置换治疗膝关节内侧间室骨性关节炎临床疗效的差异。方法:计算机检索PubMed、The Cochrane library、EMBASE、ScienceDirect、CNKI、万方、维普等数据库,搜集有关比较胫骨高位截骨/单髁置换治疗膝关节内侧间室骨性关节炎的病例对照研究或随机对照试验的文献,检索年限为2000至2019年。2人独立完成阅读筛选文献,提取数据和评价研究质量,采用RevMan5.3进行数据分析。结果与结论:①共纳入13项研究,共711例患者;②Meta分析结果显示,胫骨高位截骨组膝关节活动范围(MD=-5.47,95%CI:-9.53至-1.41,P=0.008)显著优于单髁置换组,单髁置换组末次随访时Lysholm膝关节评分(MD=0.84,95%CI:0.29-1.39,P=0.003)优于胫骨高位截骨组;③术后并发症发生率、术后全膝关节置换术翻修率、术后感染率、髌股关节软骨退变率、外侧间室退变率、手术优良率、术后胫股角等方面,2组相比差异无显著性意义(P>0.05);④提示在治疗符合手术指征的膝关节内侧间室骨关节炎时,采用胫骨高位截骨术可获得与单髁置换相似的并发症发生率、术后全膝关节置换术翻修率、术后感染率、髌股关节软骨退变率、外侧间室退变率、手术优良率及术后胫股角,但是胫骨高位截骨术后关节活动范围优于单髁置换,而单髁置换后可以使膝关节获得较好的功能。     

全膝关节置换胫骨平台截骨后倾角对关节接触力的影响

目的 通过膝关节有限元模型模拟胫骨平台不同截骨后倾角(posterior tibial slope,PTS),计算全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)后聚乙烯衬垫、胫骨截骨面以及胫骨干处的应力分布,探索胫骨平台不同截骨后倾角对胫股关节接触力的影响.方法 根据1例膝骨关节炎患者的下肢CT及MRI图像,建立术前膝关节三维模型,而后进行模拟全膝关节置换,分别建立胫骨平台0°、3°、6°、9°截骨后倾的膝关节有限元模型.在Abaqus中进行仿真计算,选择静止站立进行加载,施加轴向载荷300 N.结果 随着胫骨平台截骨后倾角的增加,聚乙烯衬垫内外侧接触合力百分比没有明显变化,但各部位的应力峰值随之增加.聚乙烯衬垫内侧接触应力峰值从0°时的4.51 MPa增加到9°时的6.13 MPa;外侧接触应力峰值从3.57 MPa增加到6.02 MPa.胫骨截骨面处的接触应力峰值从0°时的0.84 MPa增加到9°时的1.09 MPa.胫骨干处的应力峰值从0°时的1.97 MPa增加至9°时的3.23 MPa.结论 胫骨平台截骨后倾角的增加会加大聚乙烯衬垫、胫骨截骨面、胫骨干处的应力峰值.应力峰值过大会增加假体磨损及松动的风险,使得术后关节疼痛或假体翻修的可能性加大.胫骨平台截骨后倾角直接影响到术后的膝关节功能,有待于开展大量的相关研究,综合探索截骨规律.     

初次全膝关节置换术中胫骨内侧平台骨缺损的处理

目的：探讨严重膝内翻畸形初次全膝关节置换术中颗粒性与结构性植骨处理内侧平台骨缺损的近期效果。方法回顾性分析2005年5月—2012年2月蚌埠医学院第一附属医院骨科初次全膝关节置换术治疗13例13侧膝内翻（>25°)畸形伴内侧平台严重缺损（AORI Ⅱ型9例、Ⅲ型4例)患者的临床资料,在彻底松解获得内外侧间隙平衡的前提下,外侧截骨厚度为9~11 mm,截骨后遗留骨缺损6~19 mm,利用外侧平台截下骨板为结构性植骨、股骨和平台剩余骨修剪松质骨粒,移植处理内侧平台缺损,常规或延长胫骨柄假体置换。结果术中内侧平台缺损处理良好,有效地承载平台假体,术后假体位置良好,力线偏离<2°,骨缺损消失。平均随访63个月,随访时未见骨吸收和假体松动现象。美国膝关节协会评分（KSS)由术前平均42．3分恢复至末次随访时平均92．1分。结论在严重膝内翻畸形内侧平台骨缺损的初次全膝关节置换术中,在内外侧韧带获得平衡的前提下,利用截骨获得的结构性和颗粒性植骨材料打压植骨处理内侧平台缺损,避免过多截骨而保留平台骨量,能获得良好的近期效果。     

自体骨植骨修复初次膝关节置换中胫骨平台内侧包容性骨缺损

目的观察利用初次全膝关节置换术中截骨获得的自体骨植骨的方式修复胫骨平台内侧包容性骨缺损的近期疗效。方法选取2012年9月~2013年12月9例(10膝)膝骨关节炎合并内侧胫骨平台包容性骨缺损行全膝关节置换术患者。胫骨平台骨缺损采用自体骨植骨的方式修复,常规骨水泥固定胫骨假体,缺损的植骨部位完全覆盖于假体下。结果随访时间3月~2年,平均1.4年,HSS(Hospital for special surgery,HSS)膝关节评分由术前36.7(31~54)分,提高到84.7(76~94)分。术后X线片显示胫骨骨缺损得到有效修复,假体下方无骨质缺损表现。近期随访无感染征象,X线片未见假体松动、植骨块移位及吸收。结论自体骨植骨可有效的修复全膝关节置换术中胫骨平台内侧包容性骨缺损。     

单髁置换术与胫骨高位截骨术治疗膝骨性关节炎疗效比较

目的探讨单髁置换术与胫骨高位截骨术治疗膝骨性关节炎疗效比较。方法自1998年3月~2005年5月,采用关节镜下清理关节联合胫骨高位截骨术治疗膝骨性关节并膝内翻患者65例(69膝)。手术均先行膝关节镜检查,重点评估外侧股胫关节病损情况,然后行镜下关节清理,最后行胫骨高位截骨术。2009年6月~2010年2月采用OXFord活动半月板单髁关节共治疗膝骨性关节炎患者23例25膝,疗效评定标准选用HSS膝关节评分系统。结果术后3年单髁置换与高位截骨评分无显著性差异。结论单髁置换与胫骨高位截骨对于膝关节单间室骨性关节炎都有较好早期疗效,术式选择应当遵循个体化原则,综合考虑年龄,性别,畸形程度,体重,对活动度要求,术后从事工作等。     

国人正常胫骨近端面积参数测量及特性分析

背景:人工全膝关节置换所选假体的形状、尺寸是否与膝关节相匹配,将明显影响手术及术后长期效果。由于缺少对中国人群体质参数的研究,中国关节外科领域缺少膝关节特性数据和国产化膝关节假体。目的:获取中国人群正常胫骨近端不同截面面积参数正常参考值。方法:纳入82例中国成人正常膝关节135膝,男85膝,女50膝,年龄47.2(19~82)岁;按照性别、年龄和侧别进行分组,利用原始CT扫描图像资料重建膝关节,并在工作平台上对胫骨进行旋转、切割,测量计算不同截面的总面积。结果与结论:测得各膝关节胫骨近端截面的总面积为(3232.33±405.19)mm2,并分析得出男性截面面积平均值明显大于女性(P0.01);而不同侧别、不同年龄段、不同截骨高度及不同的截骨后倾角之间截面面积差异无显著性意义(P0.05)。结果说明进行全膝关节置换及设计中国人膝关节假体时应该注意到性别差异。实验初步获得了胫骨近端不同截面各面积参数正常参考值,从而为国产人工膝关节假体设计以及全膝关节置换临床操作提供了一定参考依据。     

单髁膝关节置换胫骨元件不同固定柱形状的有限元分析

目的针对单髁膝关节置换后胫骨前内侧疼痛、胫骨元件松动以及对侧关节炎恶化的问题,通过有限元方法比较分析胫骨元件固定柱的不同几何形状对胫骨应力分布的影响。方法建立有效的单髁膝关节置换有限元模型,对胫骨元件固定柱的形状进行设计。在相同的加载条件下,分别对双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨元件进行有限元分析,并与完整膝关节模型进行对比,评估胫骨元件固定柱不同形状设计对胫骨前内侧皮质骨应力、胫骨截骨面松质骨应力、胫骨对侧软骨应力的影响。结果单髁置换后胫骨前内侧皮质骨应力峰值均增大。与完整膝关节相比,在双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨元件固定柱的模型中,胫骨前内侧皮质骨应力峰值分别增加56.1%、55.9%、54.5%和68.4%。单脊形和双脊形胫骨元件松质骨截骨面应力峰值比完整胫骨分别减小8.1%和15.6%,而双柱形和十字星形则分别增大67.9%和121.5%,超过松质骨的疲劳屈服应力。双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨固定柱对应的胫骨对侧软骨应力峰值相比于完整胫骨分别减小42.1%、26.6%、24.2%和28.5%。结论单髁膝关节置换改变了胫骨内外侧的载荷分布,使置换侧承受更大的载荷。单脊形和双脊形胫骨元件在降低胫骨前内侧皮质骨和截骨面松质骨应力方面效果更好,其中单脊形胫骨元件更接近完整膝关节胫骨的应力分布。研究结果可为设计更符合膝关节力学性能的单髁膝关节假体提供理论依据。     

从生物力学角度评价单髁置换术与腓骨截骨术

膝关节单间室骨性关节炎引起的膝内翻是常见病症之一,目前手术方法主要有胫骨高位截骨术、单髁置换术以及最新推广的腓骨截骨术。单髁置换术自开展以来已有60余年历史,相比全膝关节置换术具有可保留膝关节正常运动、手术创伤小、保留骨量多以及术后关节活动度大等优点,故单髁置换术已成为治疗内侧间室骨关节炎一种可靠的治疗方式。腓骨截骨术是一种治疗膝内翻的新治疗手段,具有手术简单、费用低、恢复快等优点,目前正在被大力推广,但其治病机制尚不很清楚。综述单髁置换和腓骨截骨两种临床手术方式,并从生物力学角度推论腓骨截骨术治疗内侧间室骨性关节炎的可能机制,提出腓骨截骨术后外侧收缩肌力下降导致关节合力矩再平衡,故关节接触位置改变、关节接触力下降可能是腓骨截骨术能够缓解疼痛治疗骨性关节炎的原因。     

不同填充块对内侧开放楔形胫骨高位截骨应力分布的影响

目的 分析填充块材料和尺寸对胫骨截骨模型应力分布的影响。方法 建立3种不同材料(髂骨、松质骨和聚醚醚酮)、5种不同尺寸填充块,分别植入胫骨截骨模型,对模型进行力学加载,分析模型的应力分布和边缘位移。结果 就3种材料而言,植入髂骨材料的填充块模型在胫骨近端、钢板的应力和边缘位移低于松质骨和聚醚醚酮材料,但髂骨材料的填充块应力最高;在不同尺寸填充块植入截骨间隙时,胫骨截骨各部分应力分布和边缘位移存在差异,特别是填充块宽度从30 mm减小到10 mm,胫骨近端、钢板和填充块应力峰值平均分别增加了49.3%、92.7%、54.4%。结论 不同的填充块参数会影响胫骨截骨不同部位的应力分布。研究结果为临床胫骨截骨填充块参数的选择提供理论依据。     

人工膝关节置换术中髌骨截骨厚度对髌股关节压力及髌骨应变影响的研究进展

目的 总结髌股关节力学特点及人工膝关节置换术(TKA)中髌骨截骨厚度变化对髌股关节压力及髌骨应变影响的研究进展。方法 在PubMed、Springer Link、FMJS、万方等数据库以“髌骨厚度、髌股关节应力、髌骨应变”为关键词,检索1985年1月—2015年1月国内外有关髌骨厚度变化与髌股关节力学关系的相关文献资料,并进行汇总分析。结果 TKA术中无论是否进行髌骨置换,髌骨厚度的变化均会导致髌股关节力学特点的变化,可能会加剧髌股关节假体间的磨损或增加髌骨内压力,从而导致假体磨损、松动或膝前痛的发生。髌骨厚度增加2～4 mm可能会增加髌股关节压力及手术失败的风险。截骨过多时,髌骨应变比截骨较少的髌骨要大,从而有更高的骨折风险,或导致髌股关节痛。结论 TKA术后髌骨应尽量保持术前厚度,以保持髌股关节力学特点的稳定,减少髌股关节压力和假体磨损。髌骨截骨厚度减少可以降低术后髌骨应变,从而降低了髌骨骨折及膝前痛的发生率。     

3D打印截骨导板辅助下的TKA手术在河西走廊地区的临床应用

目的　比较3D打印截骨导板辅助全膝关节置换（total knee arthroplasty,TKA）与传统手术方式行TKA的临床效果差异,探讨应用3D打印个性化截骨技术在TKA中的临床应用价值。 方法　将2015年10月~2018年6月间行TKA的120例（136膝）患者,随机分成3D组和传统组,3D组60例（70膝）采用3D打印截骨导板辅助膝关节置换手术,传统组60例（66膝）采用传统的膝关节置换方法。术前两组患者年龄、性别、KSS（knee society score）评分,均无统计学差异（P>0.05）。记录手术时间,术中实际股骨远端、胫骨近端截骨量,术后X线片测量平均股骨、胫骨机械轴夹角（MFTA）,矢状位胫骨平台后倾角（STCA）,并进行统计学分析,末次随访时行KSS评分。 结果　术后随访9~32个月,两组病例均未出现关节感染,假体松动、移位、下沉等并发症。3D导板组术前规划的股骨远端、胫骨近端截骨量与手术实际无统计学差异（P>0.05）;3D导板组的手术时间、MFTA值、STCA值与传统组相比差异有统计学意义（P<0.05）;末次随访3D导板组KSS临床及功能评分均高于传统组,两组间差异有统计学意义（P<0.05）。 结论　3D打印个性化截骨技术简化了TKA手术步骤,可提高手术的精准度与临床疗效,值得进一步推广应用。     

3D打印截骨导板辅助下的TKA手术在河西走廊地区的临床应用

目的　比较3D打印截骨导板辅助全膝关节置换（total knee arthroplasty,TKA）与传统手术方式行TKA的临床效果差异,探讨应用3D打印个性化截骨技术在TKA中的临床应用价值。 方法　将2015年10月~2018年6月间行TKA的120例（136膝）患者,随机分成3D组和传统组,3D组60例（70膝）采用3D打印截骨导板辅助膝关节置换手术,传统组60例（66膝）采用传统的膝关节置换方法。术前两组患者年龄、性别、KSS（knee society score）评分,均无统计学差异（P>0.05）。记录手术时间,术中实际股骨远端、胫骨近端截骨量,术后X线片测量平均股骨、胫骨机械轴夹角（MFTA）,矢状位胫骨平台后倾角（STCA）,并进行统计学分析,末次随访时行KSS评分。 结果　术后随访9~32个月,两组病例均未出现关节感染,假体松动、移位、下沉等并发症。3D导板组术前规划的股骨远端、胫骨近端截骨量与手术实际无统计学差异（P>0.05）;3D导板组的手术时间、MFTA值、STCA值与传统组相比差异有统计学意义（P<0.05）;末次随访3D导板组KSS临床及功能评分均高于传统组,两组间差异有统计学意义（P<0.05）。 结论　3D打印个性化截骨技术简化了TKA手术步骤,可提高手术的精准度与临床疗效,值得进一步推广应用。     

Chevron截骨术对外翻足关节接触特征影响的生物力学研究

目的 探究Chevron截骨术截骨远端外侧位移距离对外翻足关节接触特征的影响,为临床上选择合适的位移距离提供参考依据。方法 测量踝关节中立位状态下正常足、外翻足及外翻足Chevron截骨术截骨远端分别向外侧位移2.0、4.0、6.0 mm后前足、中足和后足各关节接触力、峰值压强和接触面积,并对结果进行分析。结果 与正常足相比,外翻足第1跖楔关节（t=-3.33, P=0.02）、跟骰关节（t=-2.74, P=0.03）和距下关节（后关节面）（t=-2.89, P=0.03）的接触力显著增高;外翻足距舟关节（t=-2.73, P=0.03）与跟骰关节（t=-2.74, P=0.03）的峰值压强显著增高;行Chevron截骨术后,随着截骨远端向外侧位移距离的增加,外翻足第1跖楔关节和跟骰关节的接触力逐渐减小;外翻足距舟关节和跟骰关节的峰值压强逐渐减小。结论 中度外翻足行Chevron截骨术后,当第1跖骨截骨远端向外侧位移6 mm时能有效恢复部分关节间力的分布,且能缓解部分关节局部应力集中现象。     

微创治疗拇外翻术后绷带外固定：有限元分析截骨端稳定性

文题释义：微创治疗拇外翻：根据小夹板纸压垫固定原理,采用1、2趾蹼间夹垫,“8”字绷带和宽胶布作外固定的方法,术后允许患者适当下地活动,进行拇趾关节、踝关节锻炼,避免了患者长期卧床及“石膏病”的发生。经临床应用获得了患者的肯定,总优良率为98.5%。 有限元分析法：有即化整为零、集零为整,通过将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个单元,且按一定方式相互联结在一起的单元组合体,由于单元能按不同的联结方式进行组合,且单元本身又可有不同形状,因此可以模拟成不同几何形状的求解小区域,然后对单元进行力学分析,最后再整体分析。 背景：微创治疗拇外翻临床效果显著,仅通过绷带外固定维持截骨端稳定,目前缺少有关截骨端稳定性的研究。 目的：研究微创治疗拇外翻术后平衡站立工况“8”绷带外固定对截骨端应力和位移的影响。 方法：在微创治疗拇外翻术后“8”字绷带外固定有限元模型上,以第一跖骨截骨面为中心,建立3条两两垂直的坐标轴(X轴、Y轴、Z轴)。X、Z轴平行于足水平面,分别指向足内侧、前方;Y轴垂直于足水平面,指向上方;定义远端截骨面4个节点内上为A₁,外上为B₁,外下为C₁,内下为D₁,近端截骨面对应4个节点为A₂、B₂、C₂、D₂。位移与坐标轴方向一致时为正值,相反时为负值。通过有限元分析得出平衡站立工况截骨面远端及近端各个节点的应力、位移的方向和大小。 结果与结论：①微创治疗拇外翻术后“8”字绷带有限元模型平衡站立工况时,截骨端最大应力在截骨面的背外侧(B₂),为0.632 MPa;②截骨面第一主应力在Z轴上,方向与Z轴相反,与总应力相同,属于压应力;剪切力在XY平面最大,最大应力在近端截骨面的背内侧(A₂),为0.058 MPa;③第一跖骨截骨远、近端主要位移在X轴上,位移分别在截骨面的跖内侧(D₁),为-1.002 mm、跖内侧(A₂),为0.621 mm;④结果说明“8”字绷带外固定能够维持微创治疗拇外翻术后截骨端的稳定,有利于截骨端愈合。 ORCID: 0000-0003-3116-7287(白子兴) 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     

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～-0.13 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...     

弯曲应力作用下兔胫骨骨干皮质骨的骨重建方式

背景：骨所承受的应力变化是骨重建的重要刺激源。目前应力与骨重建关系的研究集中在轴向应力对骨重建的影响,而对弯曲应力环境下的骨重建模式缺乏研究。 目的：观察在长期弯曲应力作用下生长期兔胫骨骨干皮质骨骨重建的方式。 方法：在兔左胫骨近端内侧骨骺线远侧0.5 cm处开一直径2.5 mm骨窗,用冰盐水将兔胫骨及记忆合金片降温,降温后将记忆合金片拉直后经骨窗置入胫骨髓腔。记忆合金置入方向：使其复温后两端抵在外侧骨皮质上,弧形顶点抵向内侧骨皮质,缝合伤口。通过胫骨髓腔内置入的形状记忆合金片,给予兔胫骨骨干内部施加持续弯曲应力,观察胫骨骨干皮质骨在长期弯曲应力环境下骨重建的模式。 结果与结论：在6个月持续弯曲应力作用下,兔胫骨骨干张应力侧骨皮质变薄,压应力侧骨皮质增厚,胫骨未观察到明显弯曲形变,压力侧骨皮质增厚程度与胫骨上的应力分布有关。结构完整的胫骨对弯曲应力表现出一种内在的“抗性”,说明无骨折长骨骨干部分基本上不具备力线矫正潜力。实验结果提示,弯曲应力下兔胫骨骨干皮质骨骨重建模型创伤小,应力可控,不影响骨的生长和代谢,不限制实验动物活动,更符合生理状态,是一个理想的骨重建动物模型。     

Thinner tuberosity osteotomy is more resistant to axial load in medial open-wedge distal tuberosity proximal tibial osteotomy: A biomechanical study

BackgroundThe purpose of this study was to investigate axial load resistance of the tibia depending on the thickness of tibial tuberosity osteotomy in medial open-wedge distal tuberosity proximal tibial osteotomy (OWDTO). The hypothesis is that a thin tibial tuberosity osteotomy shows high axial load resistance of the tibia.MethodsThe OWDTO model was constructed from imitation bones of the tibia. Distal tibial tuberosity osteotomy was performed with thicknesses of 7, 14, and 21 mm (n = 5 for each group). Cyclic axial-load fatigue tests were performed to investigate the strain at five measurement points on the OWDTO model. An axial-load failure test was also performed to investigate the maximum strain for failure.ResultsThe 7-mm OWDTO model showed a significantly lower stain range than the 14-mm model at the middle part of the lateral hinge (P = 0.0263, mean difference: −852.6 με), posterior part (P = 0.0465, mean difference: −1040.0 με), posterior tibial cortex (P < 0.0001, mean difference: −583.4 με), and plate (P = 0.0029, mean difference: −121.6 με). There were no significant differences in the strain at the tibial tuberosity between the groups. The axial load for complete failure was significantly higher in the 7-mm model than in the 21-mm model (P = 0.0010, mean difference: 2577.0 N). The failure points were at the lateral hinges.ConclusionsThinner distal tibial tuberosity osteotomy is more resistant to axial load and may be recommended for the prevention of tibial and lateral hinge fractures after OWDTO.