过伸内翻型胫骨平台骨折新型钢板的设计及有限元分析

• Published in: 中国组织工程研究 Vol. 33; no. 33; pp. 5283 - 5288
• Main Authors: 梁钟帅, 王仁崇, 张璐, 胡居正, 石展英, 谢友, 毛春华
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 柳州市工人医院创伤骨科,广西壮族自治区 柳州市 545005%柳州市人民医院创伤骨科,广西壮族自治区 柳州市 545006 2024
• Subjects: 胫骨平台; 前内侧; anteromedial; 有限元分析; new steel plate; 过伸损伤; tibial plateau; 骨折固定术; 新型钢板; finite element analysis; fracture fixation; hyperextension injury
• ISSN: 2095-4344
• DOI: 10.12307/2024.657

R459.9%R318%R608; 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Ansys 17.0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(6.973 7 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(3.657 9 MPa)<新型钢板组(4.510 8 MPa)<内侧钢板组(5.225 9 MPa)<后内侧钢板组(6.181 2 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(1.030 7 mm)<内侧钢板组(1.503 mm)<螺钉组(2.096 5 mm)<后内侧钢板组(2.258 2 mm);500 N时骨折块位移:新型钢板组(0.212 8 mm)<内侧钢板组(0.311 54 mm)<螺钉组(0.427 79 mm)<后内侧钢板组(0.454 98 mm);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.