复杂髋臼双柱骨折4种不同内固定方式的有限元分析

• Published in: 中国组织工程研究 Vol. 29; no. 33; pp. 7063 - 7071
• Main Authors: 徐鑫, 乌日开西·艾依提, 吕刚, 买买艾力·玉山, 马志强, 马超
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 新疆大学,智能制造现代产业学院(机械工程学院),新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830017%新疆医科大学附属中医医院骨一科,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830099 2025
• Subjects: 生物力学; multi-position; fracture internal fixation; stress; shaped personalized titanium plate; 骨折内固定; 位移; 有限元分析; acetabular double column fracture; biomechanics; 多体位; 应力; finite element analysis; 传统重建接骨板; 髋臼双柱骨折; displacement; traditional reconstructive plate; 异形个性化钛板
• ISSN: 2095-4344
• DOI: 10.12307/2025.856

R459.9%R318%R687; 背景:髋臼双柱骨折类型复杂且常见,目前治疗髋臼双柱骨折多采用传统重建接骨板,其与骨面的不匹配性会加大手术难度.个性化接骨板能够实现接骨板与骨面贴合,但个性化接骨板与传统重建接骨板固定髋臼双柱骨折的生物力学对比研究较少,且模拟的体位姿态较为单一. 目的:采用三维有限元方法分析复杂髋臼双柱骨折不同内固定方式在各种体位下的生物力学特性,为临床应用提供必要的生物力学依据. 方法:建立累及方形区的复杂髋臼骨折中最具代表性的双柱骨折模型,在此基础上建立异形个性化钛板固定(A组)、前后柱双钛板固定(B组)、前柱重建钛板+后柱拉力螺钉固定(C组)和前柱重建钛板+髋臼下螺钉固定(D组)4种不同内固定方式固定复杂髋臼双柱骨折的三维有限元模型,分别模拟静坐、站立、患侧前伸、患侧外展以及患侧单腿站立体位下对4种复杂髋臼双柱骨折模型进行有限元分析,比较4种内固定方式的生物力学性能差异. 结果与结论:①在各种体位下,骨折线上节点位移以及平均位移均表现为A组＜B组＜C组＜D组,在患侧单腿站立体位下的位移值相较于其他体位最大,且A组内固定系统最大位移在4组模型中最小;各节点位移在站立和患侧单腿站立体位时,4组之间无统计学差异(P＞0.05);在静坐、患侧前伸和患侧外展体位下,A组与B组、B组与C组、C组与D组无统计学差异(P＞0.05),A组与C组、A组与D组、B组与D组之间差异有显著性意义(P＜0.05);②A组各个骨折块所受最大应力相较于其他组更小,且骨折块所受应力分布更加均匀;内固定物应力主要集中于接骨板在骨折断端附近区域,其中A、B组内固定方式应力分布较为均匀,C、D组内固定方式应力集中较为明显,且A组相较于其他3组内固定物最大应力值减小了4.86％-54.61％;③在患侧前伸和患侧外展体位下,A、B组均具有较大的应力遮挡率,两组最大差值为5.67％;在患侧单腿站立体位下,A组内固定应力遮挡率最高,而D组应力遮挡率最小;④提示异形个性化钛板固定(A组)相较于其他3组传统重建接骨板固定具有更好的生物力学稳定性.