自主研制胸锁关节解剖锁定钢板的生物力学对比

目的将自主研制的胸锁关节解剖锁定钢板与桡骨远端斜T型锁定钢板及胸锁钩钢板进行生物力学对比分析,观察其生物力学方面的特点及优势。方法选择9具防腐、湿润成人尸体,其中男性6具,女性3具。完整取下胸锁关节标本造成胸锁关节全脱位模型。将9具标本模型的两侧胸锁关节随机编号并配对分组:A组(实验组,胸锁关节解剖锁定钢板)、B组(对照组1,桡骨远端斜T型锁定钢板)和C组(对照组2,胸锁钩钢板),每组6个胸锁关节。将所有标本两侧安置钢板后固定于万能力学试验机上,分别进行锁骨远端负载、锁骨远端扭转及胸骨柄部螺钉抗拔出3项生物力学实验。结果锁骨远端负载实验:3组标本载荷量-位移均呈线性关系,实验组的抗压缩形变性能强于两个对照组。锁骨远端扭转实验:扭角与扭矩之间均呈线性关系,实验组的抗扭转形变性能强于两个对照组。胸骨柄部螺钉抗拔出实验:A、B、C组胸骨柄部螺钉最大抗拔出力比较,差异有统计学意义(P 0.05)。实验组胸骨柄部螺钉抗拔出性能强于两个对照组。结论自主研制胸锁关节解剖锁定钢板在抗压缩、抗扭转、胸骨柄部螺钉抗拔出等生物力学性能方面显著优于斜T型锁定钢板及胸锁钩钢板,能够为临床上治疗胸锁关节骨折脱位提供一款较为理想的内固定器械。     

单、双侧接骨板内固定治疗干骺端粉碎股骨远端骨折的生物力学比较

目的 比较单、双侧接骨板治疗干骺端粉碎股骨远端骨折的生物力学稳定性。方法22根人工股骨标本建立干骺端粉碎股骨远端骨折（AO分型：C2.3）模型,随机分成2组,每组11根。单钢板组用外侧远端解剖锁定板固定,双钢板组外侧用远端解剖锁定板、内侧用直型锁定接骨板固定。每组标本中5根进行垂直加压,3根进行循环垂直加压测试,检测干骺端内侧间隙压缩位移,剩余3根进行极限加压测试,记录固定失败时的最大负荷。结果 垂直加压测试中,单钢板组平均内侧压缩位移为(2.61±0.28) mm,双钢板组为(0.46±0.08) mm。循环垂直加压测试中,单钢板组平均内侧压缩位移为(1.56±0.12) mm,双钢板组为(0.43±0.05) mm。极限加压测试中,单钢板组平均最大负荷为(5 567±338) N,双钢板组为(9 147±186) N,每组差异都有统计学意义（P<0.05)。结论 双钢板固定干骺端粉碎股骨远端骨折的内侧抗压缩能力较单钢板固定显著增强,使股骨远端内侧结构更加稳定,有助于病人早期功能康复锻炼。     

新型双叶型肱骨近端锁定钢板的研制与生物力学研究

目的研制新型双叶型肱骨近端锁定钢板以解决复杂肱骨近端骨折大、小结节的固定问题,并通过生物力学实验评估其固定肱骨大、小结节的稳定性。方法取12具新鲜冰冻带肩袖肌的肱骨标本,编号后随机分成A、B两组,建立相同的肱骨大、小结节骨折模型。其中,A组用新型双叶型肱骨近端锁定钢板固定;B组用肱骨近端锁定钢板系统(proximal humeral internal locking system,PHILOS)、缝线缝合固定,小结节同时加用1枚3.5 mm空心螺钉固定。分别对两组标本进行肩胛下肌、冈下肌及小圆肌、冈上肌牵拉实验及大、小结节抗拉实验测试。结果肩胛下肌牵拉实验:A组在180 N拉力以及疲劳实验后位移均明显小于B组(P0.05)。冈下肌及小圆肌牵拉实验:两组在150 N拉力以及疲劳实验后位移比较差异均无统计学意义(P0.05)。冈上肌牵拉实验:两组在90 N拉力以及疲劳实验后位移比较差异均无统计学意义(P0.05)。小结节抗拉实验:A组失效载荷明显大于B组,且A组失效位移明显小于B组(P0.05)。大结节抗拉实验:两组在失效载荷、失效位移比较差异均无统计学意义(P0.05)。结论该新型双叶型肱骨近端锁定钢板对肱骨小结节的固定效果较缝线+空心钉螺钉固定更坚强,具有能同时固定大、小结节的优势。研究结果为临床治疗复杂肱骨近端骨折提供新的选择。     

三种不同内固定方式治疗肱骨大结节骨折稳定性的体外力学分析

目的 对单纯肱骨大结节骨折的3种不同内固定方式(螺钉、张力带、肱骨大结节锁定钢板)进行生物力学测试,比较其稳定性,为临床肱骨大结节骨折内固定物的选择提供生物力学依据。方法 取18具保留肩袖肌的新鲜冰冻成人肱骨尸体标本,建立肱骨大结节骨折模型后,随机编号分为3组,分别采用螺钉、张力带及肱骨大结节锁定钢板技术固定大结节骨折块,牵拉冈上肌,测试力-位移曲线,记录2组参数：大结节移位5 mm时力的大小（load to 5 mm yield point, LtYP）及失效负荷（load to failure, LtF）。结果3组标本(螺钉组、张力带组、肱骨大结节锁定钢板组)在大结节移位5 mm时力的大小分别为(377±86)、(499±90)、(793±52) N,3组标本间LtYP差异有统计学意义（P<0.01）;两两比较,锁定钢板组LtYP远大于螺钉组（本研究中仅3例在内固定失效前位移达到5 mm）,差异有统计学意义（P<0.01）,锁定钢板组LtYP相比张力带组差异有统计学意义（P<0.01）,张力带组LtYP相对螺钉组表现出明显的统计学意义（P<0.01）。3组标本失效负荷分别为(744±112)、(908±93)、(979±143) N,3组标本间LtF差异有统计学意义（P<0.01）;锁定钢板组LtF相对螺钉组具有明显的统计学意义（P<0.01）,张力带组LtF相对螺钉组有统计学意义（P<0.01）,但锁定钢板组LtF与张力带组之间无明显统计学差异（P>0.05）。结论 肱骨大结节锁定钢板组相对螺钉组及张力带组表现出明显的生物力学优势,锁定钢板将为临床治疗单纯肱骨大结节骨折提供新的、更好的选择。     

复合CPC对股骨颈空心螺钉的生物力学研究

目的 评价双纹加压空心螺钉(Hollow-compression-screw)固定时添加复合磷酸钙骨水泥(CCPC)对骨质疏松股骨颈生物力学的特点。方法 采用16个股骨上段标本,随机分为两组,强化组和非强化组,强化组添加CCPC。结果 CCPC强化可显著改善空心螺钉初始松动加载力,由灌注前的(192.7±20.4)N加大至灌注后(328.5±34.7)N,最大轴向拔出力由(202.8±14.0)N加大至(347.8±31.2)N,两组有显著性差异(P<0.01)。结论 骨质疏松股骨颈骨折内固定CCPC强化后能显著提高空心螺钉的稳定性。     

股骨转子间骨折:三角支架式锁定钢板的设计及生物力学评价

背景:股骨近端锁定加压钢板在设计上还存在缺陷问题,因此课题组在股骨近端锁定加压钢板的基础上,自行设计出超短力臂三角支架式锁定钢板(专利号:201220051751.2)。目的:设计制作超短力臂三角支架式锁定钢板,分析其生物力学性能。方法:将股骨近端锁定加压钢板近端2枚螺钉在股骨颈内形成支撑,自行设计出超短力臂三角支架式锁定钢板。取成人新鲜股骨标本5对,制作AO分型A3.1型转子间骨折(逆转子间骨折)模型,选择右侧为实验组,采用三角支架式锁定钢板固定;左侧为对照组,采用股骨近端锁定加压钢板固定。检测钢板近端螺钉孔应力分布、骨断端应力分布、骨折端张开角度及最大载荷等。结果与结论:1钢板近端螺钉应力分布:实验组近端4枚螺钉应力分布较为平均,且形成三角桁架2枚螺钉应力分布接近;对照组近端4枚螺钉应力分布不平均,近端螺钉承受应力较大,大于实验组(P0.05)。2骨断端的张开角度:实验组不同载荷下的张开角度明显小于对照组(P0.05)。3最大载荷:实验组能够承受的最大载荷高于对照组(P0.05),且两组破坏位置不同,实验组固定更合理。表明超短力臂三角支架式锁定钢板的各项生物力学性能优于股骨近端锁定加压钢板,固定可靠,可有效减少或避免钢板近端螺钉断裂、髋内翻等并发症。     

三叉形股骨膨胀式空心加压螺钉的研制及生物力学分析*

背景：传统治疗股骨颈骨折的内固定器械在骨-螺钉界面握持力不足或术后承载负荷过大时,可造成螺钉的松动或拔出,内固定失效率较高。 目的：研制三叉形股骨膨胀式空心加压螺钉,并分析其生物力学性能。 方法：根据股骨颈骨折的特殊生物力学特性研制的三叉形股骨膨胀式空心加压螺钉,由中空主钉和可拧入主钉内孔道的内栓部分组成,通过内栓旋入后对主钉前部的挤压产生膨胀加压作用。以传统AO空心加压螺钉作为对照组进行生物力学实验,分别进行轴向压缩实验、三点弯曲实验、最大轴向拔出力实验。 结果与结论：在300 N的轴向外力作用或弯曲外力下,实验组轴向压缩刚度、弯曲刚度高于对照组(P < 0.05),纵向位移及桡度低于对照组(P < 0.05)。实验组最大轴向拔出力高于对照组(P < 0.05)。表明三叉形膨胀式空心加压螺钉固定牢靠,生物力学性能明显优于普通AO空心螺钉,具有较好的抗轴向压缩能力及抗弯曲、抗旋转能力,在抗拔出性方面更具有普通AO空心螺钉所不具备的优势。     

三种不同内固定治疗胫骨平台后内侧骨折的生物力学研究

目的设计一种与胫骨平台后内髁解剖形态匹配的钢板,比较其与5孔L型有限接触动力加压钢板(LCDCP)和7孔直型重建接骨板治疗胫骨平台后内侧骨折的稳定性。方法将18具胫骨平台后内侧骨折的标本随机分为3组,每组6具。其中,A组标本模型采用前内侧5孔L型LC-DCP固定,B组标本模型采用后内侧7孔直型重建接骨板固定,C组标本模型采用新设计的胫骨平台后内侧锁定钢板固定。分别测量各组标本在轴向载荷为500、1000、1500 N下的垂直位移及失效载荷。结果 A组标本分别在500、1000、1500 N下的垂直位移是(1.035±0.140)mm、(1.721±0.149)mm、(2.263±0.134)mm,B组标本分别在500、1000、1500 N下的垂直位移是(0.268±0.702)mm、(0.788±0.507)mm、(1.518±0.111)mm,C组标本分别在500、1000、1500 N下的垂直位移是(0.180±0.049)mm、(0.578±0.103)mm、(0.760±0.055)mm。在同一载荷下,三组标本骨折块垂直位移组间比较差异均有统计学意义(0.05)。A组标本失效载荷为(1234.3±56.009)N,B组标本失效载荷为(2065.8±102.098)N,C组标本失效载荷为(2544.2±92.982)N,三组间比较差异均有统计学意义(0.05)。结论新设计的胫骨平台后内侧锁定钢板在治疗胫骨平台后内侧骨折上,较5孔L型LC-DCP和7孔直型重建接骨板具有更好的生物力学优势。     

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。 关键词：锁定钢板;普通钢板;复杂肱骨髁间骨折;骨质疏松;内固定;生物力学 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.04.011     

椎弓根螺钉螺杆形状对其生物力学性能影响的研究

目的比较椎弓根螺钉螺杆形状对其生物力学性能的影响。方法6具成人新鲜T9-L5脊椎标本分解为54个椎体试验标本,随机选取一侧按标准方法放置特制试验用直径5.5mm锥形螺钉,然后在MTS力学试验机上先后测量其最大扭力矩和最大拔出力,在对侧以同样的方法进行5.5mm柱形螺钉的实验。然后在腰段进行6.25mm及7.0mm螺钉的翻修。结果在下胸段,锥形螺钉的最大扭力矩(1.445±0.66)N.m显著大于柱形螺钉(1.073±0.42)N.m(P<0.05);而在腰段,锥形螺钉最大扭力矩(1.017±0.43)N.m和柱形螺钉最大扭力矩(1.128±0.50)N.m相比没有明显差异(P>0.05)。无论在下胸段还是腰段,锥形螺钉与柱形螺钉的最大拔出力相比均无显著性差异。柱形椎弓根螺钉的最大扭力矩与最大拔出力呈正相关(r=0.629),锥形螺钉的最大扭力矩与最大轴向拔出力的相关性不显著(r=0.179)。不同形状的螺钉在其达到最大拔出力时的位移无显著差异。结论相同直径的锥形与柱形螺钉的最大拔出力相近,且锥形螺钉在其直径与椎弓根内径相近时具有较高的扭矩。螺钉的最大扭力矩与最大拔出力的相关关系要视螺钉的类型而定。     

6种内固定方式在固定指骨侧副韧带撕脱性骨折中的力学稳定性比较

目的 对比分析6种内固定方式在固定指骨侧副韧带撕脱性骨折中的力学稳定性。方法 将6对新鲜手标本的近节指骨制作成侧副韧带撕脱性骨折模型。一对手分为观察组和对照组：观察组均采用新型钩钢板固定；对照组拇指行自制带钩钢板固定，示指行微型螺钉固定，中指行克氏针固定，环指行普通钢板塑形后固定，小指行横形微型带钩钢板固定。对侧副韧带加载测试，记录骨折端分离2 mm的最大张力，对比分析力学差异。结果 观察组拇指、示指、中指、环指、小指近节骨折端分离2 mm的最大张力分别为：（62.67±5.52）N、（58.22±5.23）N、（55.63±4.17）N、（48.57±4.50）N、（48.58±1.56）N；对照组分别为：（51.13±4.03）N、（22.88±3.52）N、（24.87±3.48）N、（47.17±2.77）N、（31.90±2.83）N。力学测试中环指组对比未见明显差异，余手指组观察组与对照组差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论 新型钩钢板和普通塑形钢板固定在手指侧副韧带撕脱性骨折的固定中具有较强的生物力学稳定性。     

直接前侧入路切开复位空心螺钉联合内侧支撑钢板固定治疗Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的疗效观察

目的 探讨直接前侧入路(DAA)切开复位空心螺钉联合内侧支撑钢板内固定治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的临床疗效。方法 回顾性分析。纳入2016年 9月-2018年9月南京医科大学附属逸夫医院骨科Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折24例,根据手术方法不同分组:对照组13例,采用闭合复位3枚空心螺钉内固定,其中男7例、女6例,年龄18～54(41.23±11.31)岁;观察组11例,采用DAA入路切开复位空心螺钉联合内侧支撑钢板固定,其中男7例、女4例,年龄19～55(39.9±12.4)岁。比较两组患者基线资料。比较患者术后6、12个月 Harris髋关节功能评分,骨折愈合时间,骨折不愈合、内固定失效、股骨头坏死等并发症的发生率,Garden指数及Haidukewych 股骨颈骨折复位质量。结果 两组患者基线资料比较差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。所有患者术后获1年以上随访,患者术后6、12个月Harris 髋关节评分观察组高于对照组,分别为(85.18 ± 5.88)、(92.18±4.17)分和(72.92±6.26)、(88.38±6.17)分,其中术后6个月差异有统计学意义(P＜0.01) ,术后12个月差异无统计学意义(P＞0.05)。观察组术后骨折愈合时间为3.23~6.06(4.45±0.88)个月,对照组为3.86~7.93(5.77±1.17)个月,差异有统计学意义(P＜0.01);术后观察组患者无并发症发生,对照组5例(5/13)并发症,差异有统计学意义(P=0.041) 。两组患者Garden 指数及Haidukewych 股骨颈骨折复位质量差异均无统计学意义 (P值均＞0.05)。结论 与闭合复位多枚空心螺钉固定Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折相比,DAA入路切开复位空心螺钉联合内侧支撑钢板固定能有效减少术后并发症发生率,允许患者早期功能锻炼,利于髋关节功能的恢复。     

枢椎前后路三种螺钉内固定的安全性比较*

目的 观察计算机辅助枢椎前路椎弓根螺钉（AAPS）置钉优势,并测量AAPS、椎弓根螺钉及椎体螺钉（VBS）的最大拔出力,为临床手术操作选取适当的内固定方式,提供生物力学理论依据。方法 从2019年10月至2021年1月,收集人体实体颈椎防腐标本16例,除去畸形标本1例。剩余标本,包括男10例,女5例,行CT扫描后将数据导入Mimics软件,形成三维重建图并观察。参考Kolle法,在每节枢椎上分别采用前路椎弓根螺钉、后路椎弓根螺钉、前路椎体螺钉三种形式固定方法。在生物力学试验机上测试每种固定方式的最大拔出力。结果 Mimics软件中的三维重建图,可以从任意视角直接观察并了解结构状况。前路椎弓根螺钉最大轴向拔出力平均为（635.95±220.35）N,后路椎弓根螺钉组的最大轴向拔出力平均为（772.95±230.55）N,VBS组螺钉的最大轴向拔出力平均为（451.45±181.13）N。采用配对样本t检验,两两比较AAPS组与后路椎弓根钉组,以及AAPS组与VBS组测值。P值均<0.05,差异有统计学意义。这显示在单皮质固定的条件下,椎弓根螺钉的置钉拔出力大于前路椎弓根螺钉（AAPS）,AAPS置钉拔出力大于VBS置钉法。结论 计算机辅助有利于了解枢椎结构特点,便于个体化的AAPS置钉操作,AAPS钉道固定性能良好,有较明显生物力学优势,可作为手术内固定选择的较理想方式。     

改进Herbert螺钉修复髌韧带断裂的实验研究

目的　采用改进的Herbert螺钉修复髌韧带断裂,对其修复强度进行生物力学检测,明确该方法是否优于目前临床常用的骨钻孔修补法。方法　(1)22只新鲜羊膝关节标本在靠近胫骨结节6mm处切断髌韧带。分成两组,螺钉组和缝合组,分别对髌韧带进行修补缝合。测量缝合后髌韧带断裂时瞬间拉力和最大承受拉力。(2)11只活体狗手术切断双侧后腿髌韧带后,分别用螺钉和单纯缝合方法进行修补,4周后观察韧带愈合情况,并进行力学测试。结果　(1)螺钉组羊髌韧带缝合后断裂平均瞬间拉力为(71.13±14.23)N,缝合组为(46.09±8.41)N,两组间有显著差异(P<0.05)。螺钉组的平均最大拉力为(80.46±11.73)N,缝合组为(54.60±9.79)N,两组间亦有显著差异(P<0.05)。(2)活体狗螺钉组髌韧带完全愈合5例,缝合组2例。螺钉组平均断裂瞬间拉力为(202.99±12.17)N,缝合组为(162.41±15.80)N(P<0.05)。螺钉组最大拉力为(219.69±15.73)N,缝合组为(177.92±15.31)N(P<0.05)。结论　对于近止点的韧带断裂,改进的Herbert螺钉优于骨钻孔修补方法。     

股骨颈骨折内固定方式的有限元分析

目的　研究股骨颈骨折不同内固定方式对骨折端应力分布规律的影响 ,寻找符合生物力学原理的最佳内固定方式 ,为临床应用提供理论依据。方法　在Pro/ENGINEER中建立股骨近端实体模型 ,导入ANSYS 5 7建立有限元模型。在单钉固定的情况下对Pauwel,s角为 5 0°的经颈型骨折模型施加载荷 ,通过不同固定角度时的力学特征综合评价固定效果 ,并找出最佳固定角度 ;对该最佳固定角度下多钉不同固定方式进行计算和分析 ,评价不同固定方式的优劣。结果　单钉固定时当固定角度为 5 0°时 ,各参数同时达到最小值 ,说明以该角度固定可取得最佳的力学效果 ;如采用多钉固定 ,两钉横放效果最差 ,两钉竖放抗扭性较差 ,两钉斜放和三钉固定时力学环境好。从临床实用角度综合分析 ,单钉固定力学效果较好 ,且操作简单。结论　不同固定角度和螺钉组合方式对骨折面的力学环境有重要影响。     

踝关节前路融合解剖钢板与双钛合金重建钢板应用于踝关节标本融合术中生物力学的比较

目的 比较踝关节前路融合解剖钢板与双钛合金重建钢板应用于踝关节融合术的生物力学性能,为复杂踝关节融合术中固定钢板的选择提供生物力学依据。方法 选取新鲜成人小腿-足踝标本16具,其中男8具、女8具,年龄36~60岁、平均45岁。16具标本按数字表法随机分为A组、B组,每组8具。对2组标本的踝关节面用骨凿进行破坏,制备成踝关节创伤标本。A组使用自主研发的踝关节前路融合解剖钢板行踝关节前路融合固定术,B组使用传统的双钛合金重建钢板行踝关节前路融合固定术。术后检测2组标本在1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 N·m扭矩下的抗扭转性能;检测标本在中立位、背伸位时,压力为100、200、300、400、500、600、700 N下的轴向压缩性能;检测标本在700 N压力时,加压1 000和30 000次的抗疲劳性能,同时行X线透视检查并拆开标本缝线,观察踝关节固定钢板有无变形,有无螺钉松动、断裂等情况。结果 在4、5 N·m扭矩时,A组扭转的角度分别为3.39°±0.33°、4.20°±0.20°,小于B组的3.85°±0.42°、4.64°±0.38°,差异均有统计学意义（t=2.44、2.87,P=0.028、0.012）;在5 N·m扭矩时,A组的扭转刚度为（1.69±0.27）N·m/°,高于B组的（1.45±0.39）N·m/°,差异无统计学意义（t=1.67,P=0.118）。在100、200、300、400 N压力时,2组中立位、背伸位轴向压缩位移差异均无统计学意义（P值均>0.05）;在500、600、700 N压力时,A组中立位、背伸位轴向压缩位移均小于B组,差异均有统计学意义（P值均<0.05）。在700 N压力时,A组轴向压缩刚度（244.38±26.60）N/mm,大于B组的（207.88±18.95）N/mm,差异有统计学意义（t=3.16,P=0.007）。抗疲劳性能组内比较,加压1 000次和30 000次时,2组轴向压缩位移差异均无统计学意义（P值均>0.05）;组间比较,加压1 000次和30 000次时,A组的轴向压缩位移均小于B组,差异均有统计学意义（P值均<0.05）。A组未发现螺钉松动、断裂及钢板变形;B组在加压30 000次时,1例模型出现钢板折弯变形,2例模型出现锁定螺钉松动。结论 踝关节前路融合解剖钢板生物力学性能明显优于双钛合金重建钢板,为踝关节前路融合解剖钢板在临床的应用提供了生物力学的数据支持。     

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。     

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。