长板与拉力螺钉固定治疗髋臼后柱骨折的建模及稳定性比较

目的　评估长钢板和逆行经皮拉力螺钉内固定治疗髋臼后柱骨折的生物力学稳定性。 方法　利用有限元建模软件建立逆行经皮拉力螺钉（A）和长钢板(B)固定髋臼后柱骨折模型,模拟站立位和坐位,以相同的加载方式对两种模型进行三维有限元分析。 结果　在站、坐位时,髋臼后柱骨折髋臼处最大应力(A分别为12.35 MPa、3.30 MPa;B分别为9.75 MPa 、2.87 MPa)、最大位移（A分别为0.45 mm、0.38 mm;B分别为0.44 mm、0.32 mm）及骨折线上各节点位移均数（A分别为0.404±0.049 mm、0.341±0.020 mm;B分别为0.381±0.055 mm、0.300±0.019 mm）均为A>B,A、B间差异具有明显差异。 结论　长钢板固定髋臼后柱骨折较逆行经皮拉力螺钉具有较好的力学稳定性。     

髋臼部T形骨折四种不同内固定方式的生物力学有限元分析

目的　髋臼部T形骨折解剖结构较为复杂,损伤机制多种多样,在临床治疗中难以制定统一的手术金标准。本文通过建立有效的髋臼部T形骨折有限元模型,比较四种不同内固定方式的生物力学稳定性之间的差别。 方法　利用有限元建模软件建立髋臼T形骨折模型后,应用相关有限元软件建立双柱逆行拉力螺钉（A）、前柱重建钢板联合后柱拉力螺钉（B）、后柱重建钢板联合前柱拉力螺钉（C）和双柱重建钢板（D）这4种不同内固定术后的模型,分别予以模拟站位和坐位并进行加载分析。 结果　分别在站位、坐位下,在加载方式相同的情况下髋臼T形骨折前后柱骨折线上最大位移及骨折线上节点位移均数表现为A＞B＞C＞D。 结论　应用双柱重建钢板内固定方式治疗髋臼T形骨折具有良好的生物力学稳定性,后柱重建钢板联合前柱拉力螺钉次之。     

髋臼横断骨折双柱内固定的生物力学分析*

背景：骨盆髋臼骨折治疗的关键是精确的骨折复位和稳定的内固定。 目的：分析比较3种髋臼横断骨折双柱内固定手术的生物力学特性,找到固定效果最好的双柱内固定手术方法。 方法：建立各向异性的骨盆髋臼横断骨折模型,通过对最大位移、最大等效应力等评价指标的有限元综合分析,比较分析双柱螺钉、前柱螺钉后柱钢板、双柱钢板等3种双柱内固定方法在站立位置的生物力学性能差异。 结果与结论：有限元分析双柱螺钉固定最大位移1.827 mm,最大等效应力26.589 MPa;前柱螺钉后柱钢板固定最大位移2.080 mm,最大等效应力106.04 MPa;双柱钢板固定最大位移2.987 mm,最大等效应力200.37 MPa。3种双柱内固定方法稳定性最好的是双柱螺钉固定,最后是双柱钢板固定。      

掌侧逆行固定治疗腕舟骨腰部骨折三维有限元分析

目的 建立腕舟骨腰部骨折掌侧入路螺钉逆行固定与顺行固定的三维有限元模型,分析对比逆行固定与顺行固定术后的生物力学稳定性,为逆行固定提供生物力学依据.方法 通过CT扫描获取尺桡骨远端、各腕骨与掌骨近端的空间结构信息,利用三维有限元软件建立腕舟骨腰部骨折模型.接着以临床手术操作为参照,建立不同角度螺钉逆行固定模型以及将螺钉置于腕舟骨轴线的顺行固定术后的三维有限元模型.模拟腕舟骨腰部骨折螺钉内固定术后的受力情况,比较分析逆行固定不同螺钉内固定位置骨折端水平位移和螺钉所受最大应力大小,并与顺行固定模型对比.结果 在所有逆行固定模型中,螺钉在腕舟骨轴线上时螺钉所受应力最小、骨折端水平移位最小.在所有模型之中,顺行固定模型螺钉所受最大应力最小、骨折端水平移位最小,且与逆行固定螺钉在腕舟骨轴线时的模型非常接近.结论 逆行固定时将螺钉置于舟骨轴线时模型最稳定,而当螺钉置于舟骨轴线上时,逆行固定与顺行固定生物力学稳定性未见明细差异.     

胫骨平台后外侧柱骨折新型前外侧钢板设计与有限元分析

背景：胫骨平台后外侧柱骨折由于解剖位置的特殊性,手术入路及内固定的选择尚未达成共识。目的：通过有限元分析,比较新型钢板与临床3种常见内固定物固定胫骨平台后外侧柱骨折的生物力学稳定性,验证新型钢板的可行性。方法：收集1名志愿者胫腓骨CT数据,设计新型钢板,导入SolidWorks软件,建立胫骨平台后外侧柱骨折模型,同时建立4组内固定模型(新型钢板、L型锁定钢板、斜T型钢板、拉力螺钉),施加轴向载荷500,1 000,1 500 N,比较不同内固定模型骨折块最大位移及内固定物应力分布与峰值。结果与结论：不同内固定模型骨折块的位移、内固定物的应力峰值均随轴向力的增加近似等比增大,位移云图、应力云图呈现相似的分布特征。(1)在3种载荷下,斜T型钢板组骨折块位移最小,拉力螺钉组骨折块位移最大,新型钢板组骨折块位移较L型锁定钢板组小;新型钢板组、L型锁定钢板组、拉力螺钉组骨折块位移最大值均位于外侧缘近端,从近端至远端位移逐渐减小,斜T型钢板组骨折块位移最大值位于外侧缘中部,从外侧向内侧位移逐渐减小;(2)在3种载荷下,斜T型钢板组内固定物应力峰值最大,L型钢板组内固定物应力峰值最小,新型钢板组内固...     

不同载荷下3种固定方式治疗胫骨平台后外侧骨折的有限元分析

目的探索不同轴向载荷下3种固定方式(外侧钢板螺钉组、后侧钢板螺钉组、前后拉力螺钉组)治疗胫骨平台后外侧骨折的生物力学特性差异。方法利用胫骨平台CT图片的相关数据建立胫骨平台后外侧1/2和1/4骨折3种固定方式的实体模型,进行网格划分。分析不同轴向载荷作用下,3种固定方式治疗胫骨平台后外侧1/2和1/4骨折模型的受力状况。结果 1 k N轴向载荷下,对于1/2骨折固定模型,外侧钢板螺钉组、后侧钢板螺钉组、前后拉力螺钉组骨折块的位移分别为552.082、67.964、54.085μm,内固定物的应力分别为306.745、231.844、73.047 MPa;对于1/4骨折固定模型,外侧钢板螺钉组、后侧钢板螺钉组、前后拉力螺钉组骨折块的位移分别为416.072、302.107、150.639μm,内固定的应力分别为306.673、208.467、73.607 MPa。1.5 k N轴向载荷下,各种固定方式下骨折块的位移和内固定物的应力都相应增加,数据的变化趋势同1 k N载荷情况相似。结论两种载荷下,不同骨折模型均显示前后拉力螺钉组的生物力学稳定性最具优势,后侧钢板螺钉亦可以获得相近的力学特性。在临床工作中,对于移位不明显的胫骨平台后外侧骨折,前后拉力螺钉固定方式可以作为首选。     

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。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;组织工程全文链接：     

髋臼前壁骨折模型的建立及不同内固定方式的生物力学稳定性比较

目的　建立髋臼前壁骨折模型,比较4种内固定方式的生物力学稳定性。 方法　选取20个防腐成人半骨盆标本,建立髋臼前壁骨折模型。将骨折模型随机分为4组,A组采用真骨盆上缘重建接骨板固定,B组采用真骨盆内缘重建接骨板固定,C组采用顺行拉力螺钉固定,D组采用逆行拉力螺钉固定。对各组标本进行轴向压缩实验,测量骨折断端水平位移,计算剪切刚度,比较4组不同内固定方式的稳定性。 结果　相同加载载荷下,骨折断端水平位移：A组>B组>C组>D组,内固定剪切刚度：D组>C组>B组>A组。载荷为400 N时各组水平位移及内固定剪切刚度差异均无统计学意义（P>0.05）,载荷为800 N至2000 N时,除C组与D组间水平位移及内固定剪切刚度差异无统计学意义外（P>0.05）,其余各组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。 结论　髋臼前壁骨折模型可用于髋臼前壁骨折的生物力学分析,采用拉力螺钉固定髋臼前壁骨折的稳定性高于重建接骨板固定方式,其中顺行拉力螺钉固定与逆行拉力螺钉固定的稳定性相似。     

新型跟骨外固定支架治疗Sanders ⅢAB型跟骨骨折的有限元分析

目的 应用有限元分析方法,比较一种新型外固定支架与钢板在治疗Sanders ⅢAB型跟骨骨折的应力分布及生物力学的稳定性。方法 获取一位正常成人踝及跟骨CT图像,应用软件构建跟骨Sanders ⅢAB型骨折模型及其外固定模型、钢板模型,经材料赋值及力学加载,记录各模型的骨折块位移情况,并分析其应力分布情况。结果 模型载荷加载后,钢板模型中,钢板及螺钉位移峰值为0.13 mm,跟骨骨块位移峰值为0.26 mm;钢板及螺钉应力峰值为281.10 MPa,跟骨骨块应力峰值为297.40 MPa。外固定模型中,外支架位移峰值为0.17 mm,跟骨骨块位移峰值为0.27 mm;外固定及克氏针应力峰值为125.40 MPa,跟骨骨块应力峰值为38.13 MPa。结论 该新型外固定支架在治疗Sanders ⅢAB型骨折时,固定牢靠、有效,能提供足够的生物力学稳定性,为跟骨骨折的治疗提供了新思路。     

桡骨远端钢板联合拉力钉固定治疗Sander III型跟骨骨折的生物力学分析

提出并分析桡骨远端钢板（两点支撑）联合拉力钉固定治疗跟骨骨折的生物力学稳定性。在完整下肢骨骼-肌肉有限元模型的基础上,建立Sanders III型跟骨骨折模型并模拟固定,用桡骨远端钢板（两点支撑）联合拉力钉固定治疗骨折。评估该模型在静态站立和行走状态（足跟着地期、站立中期和推离期）的应力分布和位移情况。跟骨的应力集中于骨折端、跟骨与跟腱连接处,峰值为96.92 MPa。内固定的应力集中于钢板螺钉与载距突和跟骨结节接触位置,峰值为883.20 MPa。后关节面位移、Bohler角和Gissanes角均维持较好。桡骨远端钢板联合拉力钉固定治疗跟骨骨折具有良好的生物力学稳定性,体现微创原则,操作简单,术后可以早期康复训练,值得临床推广应用。     

桡骨远端钢板联合拉力钉固定治疗Sander Ⅲ型跟骨骨折的生物力学分析

提出并分析桡骨远端钢板(两点支撑)联合拉力钉固定治疗跟骨骨折的生物力学稳定性。在完整下肢骨骼-肌肉有限元模型的基础上,建立Sanders III型跟骨骨折模型并模拟固定,用桡骨远端钢板(两点支撑)联合拉力钉固定治疗骨折。评估该模型在静态站立和行走状态(足跟着地期、站立中期和推离期)的应力分布和位移情况。跟骨的应力集中于骨折端、跟骨与跟腱连接处,峰值为96.92 MPa。内固定的应力集中于钢板螺钉与载距突和跟骨结节接触位置,峰值为883.20 MPa。后关节面位移、Bohler角和Gissane's角均维持较好。桡骨远端钢板联合拉力钉固定治疗跟骨骨折具有良好的生物力学稳定性,体现微创原则,操作简单,术后可以早期康复训练,值得临床推广应用。     

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-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-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。     

重建钢板与钛制弹性钉两种内固定方式治疗锁骨中段骨折的有限元分析

目的应用有限元方法分析锁骨中段骨折分别采用钛制弹性钉(titanium elastic nail,TEN)髓内固定和重建钢板固定后的应力分布、最大应力。方法利用Mimics软件对锁骨的CT数据进行三维重建,建立无损锁骨、锁骨中段骨折,分别采用TEN髓内固定和重建钢板固定的三维有限元模型。运用Abaqus 6.9软件对建立的模型进行有限元分析,模拟锁骨远端250 N轴向载荷及250 N垂直载荷下,计算三者锁骨远端位移、最大应力及应力分布等情况。结果轴向载荷下锁骨远端轴向位移为TEN固定模型(0.23 mm)>无损锁骨模型(0.14 mm)>重建钢板固定模型(0.11 mm),垂直载荷下锁骨远端垂直位移为TEN固定模型(5.12 mm)>无损锁骨模型(3.71 mm)>重建钢板固定模型(2.25 mm)。轴向载荷锁骨最大应力为TEN固定模型(33.1 MPa)>重建钢板固定模型(18.7 MPa)>无损锁骨模型(15.5 MPa);垂直载荷锁骨最大应力为TEN固定模型(146.3 MPa)>无损锁骨模型(64.1 MPa)>重建钢板固定模型(56.1 MPa)。两种载荷下TEN固定模型锁骨的应力分布均与无损锁骨模型较接近;垂直载荷下重建钢板固定模型锁骨的应力分布与无损锁骨模型明显不同。内植物最大应力,轴向载荷为TEN固定模型(191.5 MPa)>重建钢板固定模型(52.3 MPa),垂直载荷为TEN固定模型(1 248.0 MPa)>重建钢板固定模型(421.7 MPa)。结论 TEN髓内固定治疗简单的锁骨中段骨折,锁骨应力分布更接近于正常锁骨,但其骨折端锁骨及TEN应力均较大。重建钢板固定锁骨中段骨折,其固定效果更稳定,但应力遮挡效应更明显。因此,对于简单移位的锁骨中段骨折,建议采用TEN髓内固定治疗,但术后早期患肩应避免过度锻炼及持重。     

三种固定方式修复胫骨平台后外侧骨折的生物力学比较

背景：胫骨平台后外侧骨折修复方案包括后侧钢板螺钉、外侧钢板螺钉和前后拉力螺钉内固定;选择何种内固定方法主要是靠医师的临床经验,研究结果也大多是临床报道,缺乏力学实验的依据。 目的：从生物力学角度比较外侧钢板螺钉组、后侧钢板螺钉组、前后拉力螺钉组3种固定方式修复胫骨平台后外侧骨折的生物力学变化。 方法：采用6具成年男性防腐尸体胫骨标本共12个进行干骺端骨密度测定。电动摆锯建立胫骨平台后外侧1/2骨折模型,模型随机分3组进行前后拉力螺钉固定、外侧钢板螺钉固定、后侧钢板螺钉固定。利用有限元法和生物力学方法在250,500,1 000 N的轴向载荷下测试骨折块的轴向位移值及最大位移值分布区。 结果与结论：3组标本干骺端平均骨密度差异无显著性意义(P > 0.05)。在轴向载荷为250 N时,有限元实验中骨折块的位移值,前后拉力螺钉组最小,为0.013 521 mm;后侧钢板螺钉组居中,为0.016 991 mm;外侧钢板螺钉组最大,为0.138 200 mm,在500,1 000 N时情况类似。实验生物力学结果显示,前后拉力螺钉组的位移值明显小于外侧钢板螺钉组和后侧拉力螺钉组(P < 0.05);后侧钢板螺钉组与外侧钢板螺钉组比较差异无显著性意义(P > 0.05),两种测试方法最大位移值分布区域都在近侧胫腓关节交界区。提示在生物力学稳定性方面,前后拉力螺钉组最具优势,外侧钢板螺钉组较差。临床可以考虑将前后拉力螺钉固定作为修复胫骨平台后外侧骨折的首选方案。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;组织工程全文链接：     

过伸内翻型胫骨平台骨折新型钢板的设计及有限元分析

背景:目前尚无适用于前内侧平台的解剖型锁定钢板,因此通常采用胫骨平台内侧锁定钢板偏前放置来固定过伸内翻损伤导致的前内侧压缩骨折。由于锁定螺钉无法实现对骨折线的垂直固定,再加上髌韧带的影响,临床效果仍不尽人意。目的:通过有限元分析比较新型钢板与传统内固定方式治疗胫骨平台前内侧骨折的生物力学性能。方法:收集20例内翻型胫骨平台前内侧骨折的CT数据,并对其形态学特征,如前内侧胫骨平台后倾角、骨折面角度、骨折块表面积、高度和角度等进行测量。选择1位24岁、身高175 cm、体质量65 kg的男性志愿者,将其胫骨CT数据导入Mimics 21.0软件生成三维模型。在SolidWorks 2017软件中导入内固定模型,根据测量的形态学数据建立新型钢板、内侧锁定钢板、后内侧锁定钢板和6.5 mm拉力螺钉固定数据模型。使用Ansys17.0软件对4种固定模型进行应力加载,比较其生物力学性能。结果与结论:①随着轴向载荷的增加,不同内固定模型的应力峰值近似同比增大,500 N时应力峰值:螺钉组(6.9737 MPa)<新型钢板组(14.733 MPa)<内侧钢板组(16.445 MPa)<后内侧钢板组(25.199 MPa);②500 N时骨折块的应力峰值:螺钉组(3.6579 MPa)<新型钢板组(4.5108 MPa)<内侧钢板组(5.2259 MPa)<后内侧钢板组(6.1812 MPa);③随着轴向载荷的增加,骨折块和内固定位移也近似等比增大,位移分布特征无明显变化;500 N时钢板位移:新型钢板组(1.0307 mm)<内侧钢板组(1.503 mm)<螺钉组(2.0965 mm)<后内侧钢板组(2.2582 mm);500 N时骨折块位移:新型钢板组(0.2128 mm)<内侧钢板组(0.31154 mm)<螺钉组(0.42779 mm)<后内侧钢板组(0.45498mm);④提示在治疗过伸内翻型胫骨平台骨折时,新型钢板的稳定性和力学性能优于传统内固定方式。     

枢椎齿突II型骨折中空螺钉固定的三维有限元分析

目的　建立枢椎齿突Ⅱ型骨折螺钉固定的三维有限元模型,分析不同材料螺钉内固定对齿突Ⅱ型骨折术后稳定性的影响。 方法　通过CT扫描获取枢椎的空间结构信息,建立其三维有限元模型。模拟齿突骨折螺钉固定术后的受力情况,比较镁合金、钛合金两种材料螺钉固定下骨折端前后位移和骨折面及螺钉所承受的应力大小。 结果　（1）所建枢椎有限元模型外形逼真,几何相似性好,共包含为　32929个四面体单元、59265 个结点;（2）头部后伸、前屈活动时,钛合金螺钉最大应力分别为42.3MPa、　62.8 MPa,上骨折端最大位移分别为0.028mm、0.040 mm,;镁合金螺钉最大应力分别为33.6 MPa 、52.1 　MPa,上骨折端最大位移分别为0.036mm、0.056mm。 结论　应用CT 扫描获取枢椎空间结构信息建立的枢椎模型可用于生物力学实验,两种材料的螺钉固定枢椎齿突II型骨折时其最大应力均小于其材料的屈服强度,骨折端应力镁合金组大于钛合金组。     

数字散斑法测量股骨干骨折内固定下的位移****◆

背景：既往研究多采用传感器来研究钢板内固定治疗股骨干骨折的生物力学特点,存在直接接触、精度低等缺点,将数字散斑技术应用到骨折生物力学领域中,能更精确地分析螺钉断裂的力学过程。 目的：利用数字散斑法测量成人股骨加压钢板内固定后骨折端在不同拉力条件下地位移。 方法：取6 根成人股骨标本,制造肱骨中段骨折模型,骨折标本两端各使用5枚螺钉固定,进而使用电子万能机在200 N和300 N负荷下进行拉力实验,数字散斑法测量10种状态下骨折断端近侧螺钉的位移。结果与结论：300 N拉力下的位移明显大于200 N拉力(P < 0.01),除螺钉1和10,2和9,3和8,4和7,5和6外,其余组两两比较差异有显著性意义(P < 0.05),提示螺钉位移随拉力增加而增大,且骨折线附近螺钉的位移随拉力改变较大。     

利用数字散斑法测量股骨干骨折加压钢板内固定下的位移和形变

目的 利用数字散斑法测试成人股骨加压钢板内固定术中骨折断端第5颗螺钉在不同拉力条件下的位移和形变情况,分析减少加压钢板螺钉数量是否影响骨折断端螺钉的位移和形变,旨在为临床成人股骨加压钢板内固定术中加压螺钉数量的确定提供理论依据。方法 取成人防腐股骨标本,剔除软组织后用牙托粉包埋固定,制作股骨中1/2内固定模型。加压钢板置入股骨后外侧骨膜下, 骨折端两侧各5枚螺钉穿透4层骨皮质。标本分10个状态,按A～J组测量顺序进行测量。在400、500N拉力下,用CSS44100型电子万能实验机进行加载拉力测量骨折断端第5颗螺钉的位移和形变,计算机自动处理数据。结果 方差分析,在400N、500N拉力下第5颗螺钉的位移测量均值,B～J组与A组比较差异有显著性（P<0.05）;在400N、500N拉力下第5颗螺钉的形变测量均值,A组与F～J组比较差异有显著性（P<0.05）,A组与B～E组比较无显著性差异（P＞0.05）。结论 骨折断端第5颗螺钉位移大小与加压钢板上螺钉数量呈负相关。靠近骨折线的螺钉承受较大的应力,容易断裂。     

三维组架螺钉与微创钢板固定SandersⅢ型跟骨骨折的有限元分析

背景：经皮复位加压固定的三维组架螺钉内固定在治疗SandersⅢ型跟骨骨折上已经取得了满意的临床疗效,但在生物力学方面是否可以达到微创钢板内固定的稳定性,以及对比之后的优势与缺点还不得而知。目的：通过有限元分析方法探讨不同内固定装置对SandersⅢ型跟骨骨折的固定效果。方法：选择1名26岁成年健康男性志愿者,根据其跟骨CT数据制作SandersⅢ型跟骨骨折有限元模型。选用经皮微创三维组架螺钉、跗骨窦微创钢板分别固定跟骨骨折模型,分别施加350,700 N纵向载荷,分析2种模型的位移、应力分布情况,比较各种模型的稳定性。结果与结论：(1)三维组架螺钉模型中骨块与内植物的峰值应力明显低于微创钢板模型,三维组架螺钉模型中骨块与内植物的平均应力也明显低于微创钢板模型;(2)2种模型的最大位移均位于后距关节面内侧,三维组架螺钉模型的最大位移小于微创钢板模型;(3)微创钢板模型前突骨块与内侧骨块的纵向位移更小,三维组架螺钉模型内侧骨块与中段骨块的横向与垂直位移更小;(4)提示2种内固定模型均能提供满意的固定效果,其中三维组架螺钉模型使应力分布更均匀、骨块综合位移更小,能提供更好的横向与垂直稳定性...     

交叉螺钉与钢板内固定治疗Sander III型跟骨骨折的有限元分析

目的 比较研究交叉螺钉与钢板固定治疗跟骨关节内骨折的术后即刻稳定性。方法 采集1名正常男性足部薄层CT数据集,据此建立交叉螺钉和钢板两种内植物固定跟骨Sander-III型骨折的三维有限元模型。分析两个模型在700 N垂直荷载下的应力分布和位移规律。结果 螺钉固定时应力集中于骨折端与螺钉接触的部位,不同部位螺钉的最大应力存在差别。钢板固定时应力集中于钢板与螺钉接触的位置,高应力区位于钢板中前部。钢板、螺钉与跟骨的最大应力均小于各自剪切强度。正常跟骨及骨折模型的位移集中于后距下关节,越向内侧位移越大。结论 交叉螺钉与钢板均可用于治疗跟骨骨折,固定具有良好的初始稳定性,建议术后早期进行功能锻炼和康复训练。