胫骨平台后外侧骨折3种内固定方式的有限元分析

背景：如今胫骨平台骨折的研究已由起初的内外侧＂双轨道结构＂逐步转型为＂360°全方位立体结构＂,国内外学者们更关注平台后侧结构的稳定性、复位情况以及对复位后功能恢复的影响。后侧平台的内固定材料的选择仍无明确定论,存在较大争议。目的：探讨胫骨平台后外侧骨折3种内固定方式的生物力学特性。方法：通过计算机三维有限元技术,模拟胫骨平台后外侧1/2和后外侧1/4骨折。分别使用前侧2枚6.5 mm拉力螺钉、外侧4.5 mm L型钢板以及后侧3.5 mm T型钢板置入内固定骨折块。在胫骨平台中心处加载500 N纵向应力,比较3种内固定方式的生物力学状态。结果与结论：在1/2骨块模型中,前侧拉力螺钉与后侧钢板在各个方向上的位移较小,外侧钢板的位移较其他两种固定方式大。而在1/4骨块模型中,前侧拉力螺钉在各方向的位移优势更明显,后侧钢板的位移居次,外侧钢板的位移最大。1/2骨块上,前侧拉力螺钉的最大应力为36.523 MPa,外侧钢板为153.372 MPa,后侧钢板为115.922 MPa;而在骨块上的最大应力前侧拉力螺钉模型为4.309 MPa,外侧钢板为4.37 MPa,后侧钢板为3.124 MPa。1/4骨块上前侧拉力螺钉的最大应力为36.803 MPa,外侧钢板为153.336 MPa,后侧钢板为104.234 MPa;而在骨块上的最大应力前侧拉力螺钉模型为1.195 MPa,外侧钢板为0.827 MPa,后侧钢板为1.196 MPa。提示前侧拉力螺钉能够承担更大的应力,并在受到应力后位移变化较小,可提供较稳定的支持。而后侧钢板在骨块较大（1/2骨块）时,能够提供较强的稳定性,与拉力螺钉相仿;而在骨块较小（1/4骨块）时,稳定性不如前侧拉力螺钉。外侧钢板在固定胫骨平台后外侧骨折时,稳定性较差,不如前侧拉力螺钉和后侧钢板。     

胫骨平台后柱骨折钢板固定的三维有限元分析

[目的]研究胫骨平台后柱骨折不同内固定模型在轴向载荷作用下平台位移、钢板应力的分布规律,探讨符合力学原理的最佳内固定及手术入路方式.[方法]在有限元相关软件中建立胫骨平台后柱骨折模型,并分别建立胫骨平台后柱骨折四种钢板固定方式的有限元模型.设定边界及载荷条件,模拟体重60 kg的成人双足站立（250 N）、单足站立（500 N）、慢走（1000 N）、快走（1500 N）四种工况下胫骨平台后柱骨折四种固定方式下胫骨平台位移、应力分布及钢板螺钉承受应力情况.[结果]在有限元软件中建立了形象逼真、接近临床实际的胫骨平台后柱骨折钢板固定三维有限元模型;四种固定模型在轴向载荷为500 N、1000 N、1500 N时,外侧钢板固定模型平台最大轴向位移都最大,内侧钢板固定模型较外侧钢板固定模型平台最大轴向位移值小,后侧钢板固定模型较内侧钢板固定模型平台最大轴向位移值小,双侧钢板固定模型平台最大轴向位移值最小;随着载荷增大,四种固定方式下钢板螺钉承受的应力值也随之增大.[结论]利用有限元相关软件建立的胫骨平台后柱骨折有限元模型及钢板内固定有限元模型能有效模拟骨折真实情况,指导临床治疗.采用双侧钢板固定胫骨平台后柱骨折时的平台轴向位移最小,承担的应力最大,稳定性最好,是最可靠的固定方法;采用单一钢板固定,则后侧钢板固定胫骨平台后柱骨折时的平台轴向位移最小,承担的应力最大,稳定性最佳,固定最为牢靠.     

不同内固定物治疗胫骨平台后内侧骨折的生物力学分析

背景：胫骨平台后内侧骨折的治疗较困难,容易出现因骨折固定方式选择不当导致骨折再次移位、骨不连、内固定失效及关节功能活动障碍等并发症。目的：分析3种胫骨平台后内侧骨折不同固定方法的生物力学效果。方法：27具新鲜骨标本,制成胫骨平台后内侧骨折模型,分别制成正常组,双钢板固定组,T形钢板固定组,拉力螺钉固定组。对以上3组进行压力、载荷一位移、应力强度、刚度和旋转性能测试。结果与结论：双钢板固定组载荷一位移显著小于T型钢板固定组和拉力螺钉固定组,双钢板固定组轴向刚度、水平剪切刚度及转矩扭角变化,均显著大于T型钢板固定组和拉力螺钉固定组。提示胫骨平台后内侧骨折双钢板固定较其他2种方法更具有生物力学上的稳定性。     

锁定钢板和普通钢板置入老年复杂肱骨髁间骨折的生物力学比较

背景：伴有骨质疏松的肱骨髁间骨折采用普通钢板螺钉固定容易松动,而锁定钢板有良好的把持力及角稳定功能。目的：从生物力学角度比较锁定钢板和普通钢板治疗老年复杂肱骨髁间骨折的生物力学变化。方法：采用5具防腐老年尸体肱骨标本分为两组对干骺端进行骨密度测定。用电动摆锯从肱骨内外髁向鹰嘴窝成直角截割,制作C3型复杂肱骨髁间骨折模型,复位后分别用锁定钢板和普通钢板固定。两组在万能生物力学测力器上以600,800,1000N负荷进行轴向压力测试,2N·m力矩进行扭转测试。结果与结论：两组标本干骺端平均骨密度差异无显著性意义（P〉0.05）。锁定钢板组在600,800,1000N的负荷下出现的纵向压缩位移明显小于普通钢板组（P〈0.05）。以3mm为垂直位移系统失效标准,锁定钢板组的平均载荷显著大于普通钢板组（P〈0.05）,锁定钢板组组旋转角度明显小于普通钢板组（P〈0.05）。提示对于老年人复杂肱骨髁间骨折,锁定钢板比普通钢板有更强的抗折弯和抗扭转的生物力学性能。     

数字散斑法加载100N与500N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100,500N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100N拉力下（F=3.107）,A组与F组比较方差的P〈0.05;在500N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1.0～2.0mm。     

锁定钢板和普通钢板置入老年复杂肱骨髁间骨折的生物力学比较

背景:伴有骨质疏松的肱骨髁间骨折采用普通钢板螺钉固定容易松动,而锁定钢板有良好的把持力及角稳定功能.目的:从生物力学角度比较锁定钢板和普通钢板治疗老年复杂肱骨髁间骨折的生物力学变化.方法:采用5具防腐老年尸体肱骨标本分为两组对干骺端进行骨密度测定.用电动摆锯从肱骨内外髁向鹰嘴窝成直角截割,制作C3型复杂肱骨髁间骨折模型,复位后分别用锁定钢板和普通钢板固定.两组在万能生物力学测力器上以600,800,1 000 N负荷进行轴向压力测试,2 N·m力矩进行扭转测试.结果与结论:两组标本干骺端平均骨密度差异无显著性意义(P > 0.05).锁定钢板组在600,800,1 000 N的负荷下出现的纵向压缩位移明显小于普通钢板组(P < 0.05).以3 mm为垂直位移系统失效标准,锁定钢板组的平均载荷显著大于普通钢板组(P < 0.05),锁定钢板组组旋转角度明显小于普通钢板组(P < 0.05).提示对于老年人复杂肱骨髁间骨折,锁定钢板比普通钢板有更强的抗折弯和抗扭转的生物力学性能.     

数字散斑法加载100N与500N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.     

复杂胫骨平台骨折两种微创内固定方法的生物力学对比研究

目的比较复杂胫骨平台骨折两种微创内固定方法的生物力学差异。方法采集12具成人防腐尸体胫骨平台标本,制成复杂胫骨平台骨折模型(Schatzker分型Ⅵ型)。分别用外侧LISS锁定钢板+后内侧重建钢板(LISS+RP)、单独外侧锁定钢板(LISS)固定,进行位移、轴向刚度的研究。结果 LISS+RP组生物力学稳定性显著优于LISS组(P0.05)。结论LISS+RP是目前治疗复杂胫骨平台骨折较合适的内固定方式。     

外侧锁定联合内侧支持钢板与双支持钢板内固定修复胫骨平台骨折的比较

背景：胫骨平台骨折采用单侧支持钢板容易形成偏心支撑,易导致成角畸形,而若仅用外侧支持钢板又容易出现膝关节内翻畸形。目的：比较双切口外侧锁定钢板联合内侧支持钢板与双支持钢板内固定修复复杂胫骨平台骨折的临床及影像学效果。方法：回顾性分析2009年3月至2013年11月收治86例复杂胫骨平台骨折患者的临床资料。根据其内固定方式分为2组,外锁定内支持组采用外侧锁定钢板固定骨折情况相对较复杂及粉碎程度较重的外侧,内侧采用支撑钢板;内外支持组则内外侧均采用支撑钢板固定。术后随访2年,对比两种内固定方式的临床及影像学效果。结果与结论：所有随访患者创口均Ⅰ期愈合,骨折均获得骨性愈合。两组患者的手术时间、上止血带时间及术中出血量比较差异均无显著性意义（P〉0.05）。术后随访发现,除完全负重时间外锁定内支持组明显早于双支持钢板组外（P〈0.05）,两组骨折愈合时间、膝关节功能评分、膝关节活动度、术后胫骨平台内翻角、胫骨平台后倾及术后1年胫骨平台内翻角、胫骨平台后倾差异均无显著性意义（P〉0.05）。提示双切口双钢板置入内固定修复胫骨平台骨折具有良好的临床及影像学效果,与双支持钢板相比,外侧锁定钢板联合内侧支持钢板在完全负重时间上更具优势。     

髋臼后柱骨折模型建立及髋臼后柱骨折钢板内固定和拉力螺钉内固定稳定性比较

背景:目前手术治疗已成为移位髋臼骨折治疗的金标准,累及髋臼后柱骨折的发生率较高,但选择何种内固定方法治疗髋臼后柱骨折较为适宜尚无定论.目的:建立髋臼后柱骨折模型,比较髋臼后柱骨折钢板内固定和拉力螺钉内固定的稳定性.方法:取成年防腐半骨盆标本20个,建立髋臼后柱骨折模型.将骨折模型标本随机分为钢板内固定组和拉力螺钉内固定组,进行轴向压缩实验,比较两种固定方式骨折断端的水平位移和剪切刚度.结果与结论:钢板内固定组和拉力螺钉内固定组骨折断端的水平位移分别为(1.64±0.17)mm和(1.70±0.20)mm;剪切刚度分别为(392.40±41.22)N/mm和(386.33±50.07)N/mm.两组间水平位移以及剪切刚度相比,差异均无显著性意义(P>0.05).提示髋臼后柱骨折模型可用于评价髋臼后柱骨折不同内固定的稳定性,髋臼后柱骨折拉力螺钉内固定与钢板内固定的稳定性无显著性差异.     

双切口双钢板及锁定钢板内固定修复胫骨平台骨折的稳定性比较

背景：Schazker Ⅴ、Ⅵ型骨折常造成交叉韧带、侧副韧带及半月板等部位的损伤,且塌陷移位严重,若仅采用一侧锁定钢板,则较难支撑及满意复位。目的：比较双切口双钢板内固定与膝前正中切口锁定钢板内固定修复Schatzker Ⅴ、Ⅵ型胫骨平台骨折后的效果及稳定性评价。方法：纳入76例Schazker Ⅴ、Ⅵ型胫骨平台骨折患者,分别采用锁定钢板内固定（n=38）和双切口双钢板内固定（n=38）进行治疗,通过X射线正、侧位片评估骨折复位及愈合情况,并对胫骨平台内翻角、胫骨平台内侧后倾角进行生物力学测试。结果与结论：双切口双钢板内固定组住院时间、内固定后开始负重时间显著少于锁定钢板内固定组（P〈0.05）,但两组骨折愈合时间比较差异无显著性意义（〉0.05）;关节强直、骨折延迟愈合、针道感染、骨折延迟愈合、膝内翻畸形多项并发症比较,双切口双钢板内固定组显著少于锁定钢板内固定组,差异均有显著性意义（P 〈0.05）。两组内固定松动断裂、膝关节不稳、切口感染、皮肤坏死、骨坏死及骨不愈合多项并发症比较,差异无显著性意义（〉0.05）;双切口双钢板内固定组内固定后Rasmussen分级明显优于锁定钢板内固定组,差异均有显著性意义（P〈0.05）。结果说明治疗Schatzker Ⅴ、Ⅵ型胫骨平台骨折,双切口双钢板内固定的临床疗效优于膝前正中切口锁定钢板内固定,更具有生物力学上的稳定性。     

脊柱胸腰段钉棒系统后外侧前后一体内固定的有限元分析

背景：目前脊柱胸腰段内固定方法均有优缺点,希望探索一种新的内固定方案,使脊柱有效固定的同时,可更安全、方便的进行其他操作。 目的：建立脊柱胸腰段（T12-L2）三维有限元模型,观察钉棒系统后外侧前后一体内固定对胸腰段稳定性的影响。方法：基于人正常T12-L2节段的 CT 扫描数据,利用 Geomagic 11.0、Ug 7.0、Hypermesh 10.0、Abaqus 6.9.1软件建立T12-L2节段三维有限元模型,并在此基础上分别建立钉棒系统后路固定、前路固定、后外侧前后一体内固定模型,在T12上表面施加500 N预载荷,再施加7.5 N·m的力矩,模拟胸腰段前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转等生理活动,观察不同工况下内固定节段的平均刚度。 结果与结论：3种内固定模型在不同工况下的平均刚度均较正常模型的平均刚度高。在前屈、左右侧屈、左右扭转等不同工况下,后外侧钉棒系统前后一体固定的平均刚度均高于单纯后路固定,平均刚度分别较后路固定高13%,28%,11%,17%和9%,后伸时平均刚度低于后路固定,比后路固定低6%。但与前路相比,后外侧钉棒系统前后一体内固定在前屈、左右侧弯3种工况下的平均刚度低于前路固定,平均刚度分别比固定低15%,10%和14%,而在后伸、左右扭转情况下平均刚度高于前路固定,分别比前路固定高5%,12%和2%。提示后外侧钉棒系统前后一体内固定能够明显提高固定节段的稳定性,在抗后伸及左右扭转方面的稳定性略好于前路固定,而在抗前屈、左右侧弯、左右扭转方面略好于后路固定,因此可作为一种可选的内固定方法。     

髓内加压交锁髓内钉系统与髓外动力髋螺钉内固定修复高龄Evans Ⅴ型转子间骨折的比较

背景：股骨转子间骨折内固定治疗的方法有很多,选择髓内还是髓外一直都存在争议,有研究认为就生物力学而言,髓内固定较髓外固定更加具有优势,那么高龄 Evans Ⅴ型转子间骨折是否也是髓内固定更好一些呢？ 目的：比较髓内与髓外内固定治疗高龄Evans Ⅴ型股骨转子间骨折的临床疗效。 方法：选择2010年12月至2013年12月在武警沈阳总队医院骨科进行治疗的高龄Evans Ⅴ型转子间骨折患者47例,分别采用联合加压交锁髓内钉系统及动力髋螺钉系统髓外内固定方式置入治疗。 结果与结论：动力髋螺钉组平均随访12个月,加压交锁髓内钉组平均随访10个月。随访期内2组均达骨性愈合。置入内固定治疗后动力髋螺钉组平均手术时间、术中出血量均少于交锁髓内钉组（P〈0.05）;但在骨折愈合时间上抗旋髓内钉组明显短于动力髋螺钉组,且Harris评分显示交锁髓内钉组患者髋关节功能好于动力髋螺钉组（P 〈0.05）。髓外组主钉松动退出1例,钢板断裂1例;髓内组1例内固定螺钉松动1例。提示2种内固定治疗转子间骨折均可达到良好的治疗效果,但对于短期内高龄Evans Ⅴ型转子间骨折,加压交锁髓内钉系统髓内钉固定可使患者在不进行关节置换的前提下早期负重活动,髋关节功能效果更好。     

锁骨中段骨折修复：重建钢板前置与上置的生物力学差异

背景：锁骨位置表浅,受到外界的应力极易发生骨折,重建钢板内固定是一种常用的修复方式,但钢板放置的最佳位置尚无统一观点。目的：采用有限元方法对比分析锁骨中段斜行骨折前置位和上置位重建钢板内固定的生物力学数据,以寻找更加有效的钢板放置位置。方法：从2012年9月至2013年9月在接受体检的健康群体中随机选择6名健康男性进行研究,均予以锁骨螺旋CT扫描,利用三维有限元方法,建立锁骨中段骨折重建钢板上置位和前置位内固定的三维有限元模型,并模拟不同的工况,对相关生物力学数据进行比较分析。结果与结论：压缩工况下,前置位和上置位各生物力学相关指标比较差异均无显著性意义（P均〉0.05）;顺时针扭转和弯曲时,前置位最大应力显著大于上置位,差异有显著性意义（P〈0.05）,但骨折块最大综合位移比较二者差异无显著性意义（P〉0.05）;逆时针扭转工况下,逆时针扭转和弯曲时,二者各指标数值比较差异均无显著性意义（P〉0.05）;如果在弯曲工况条件下,位移方面两种位置比较差异无显著性意义（P〉0.05）,但在骨折断端应力和内固定应力方面,前置位均显著大于上置位,具有更明显的应力集中效应,差异均有显著性意义（P均〈0.05）。提示利用重建钢板前置与上置内固定修复锁骨中段骨折会出现一定的生物力学差异,其中,采用重建钢板前置内固定是一种较为可靠的治疗方法。     

多节段脊髓型颈椎病治疗方式选择与疗效评价

背景：手术是终止多节段脊髓型颈椎病病理进展,改善脊髓功能的重要措施,但如何选择最佳手术方式,减少并发症发生及提高临床疗效存在较大的争议。 目的：系统性回顾多节段脊髓型颈椎病患者资料,评价单纯前入路、单纯后入路及一期后前联合入路治疗对患者颈椎曲率指数及脊髓功能恢复的影响。 方法：选取2000年2月至2008年2月青岛大学附属医院和青岛市市立医院接受多节段脊髓型颈椎病手术治疗,符合纳入和排除标准的患者资料共148例,分为单纯前入路、单纯后入路及一期后前联合入路手术组,评估不同治疗方式治疗后患者功能恢复的差异。 结果与结论：单纯后入路组患者治疗前颈椎曲率指数最高（P〈0.01）。一期后前联合入路组患者治疗后颈椎曲率指数最高（P〈0.01）,而单纯前入路手术组患者治疗前后的颈椎曲率指数变化最为明显（P〈0.01）。治疗后3组患者JOA评分差异无显著性意义（P〉0.05）,治疗后一期后前联合入路手术组患者JOA改善率与其他2组相比较差异有显著性意义（P 〈0.001）。3组患者治疗前后颈椎功能障碍指数和SF-36评分差异有显著性意义（P〈0.05）。提示与单纯前路和单纯后路治疗方式比较,一期颈椎后前联合入路的减压方式在治疗多节段脊髓型颈椎病时,具有更可靠和有效的优势。