螺钉内固定方式对外踝斜形骨折生物力学的影响机制

目的临床对于外踝斜形骨折螺钉内固定方式的稳定性及最优固定方案仍然存在争议。本文探讨不同螺钉内固定方式对外踝斜形骨折生物力学的影响,为临床外踝骨折内固定方式选择及康复训练提供理论参考。方法基于CT数据使用多种软件建立健康踝关节模型和外踝骨折内固定模型。利用有限元方法和体外物理实验,分析不同生理条件和载荷条件下螺钉内固定方式对腓骨骨折断端位移、腓骨von Mises应力和螺钉von Mises应力的影响。结果双螺钉垂直腓骨轴线内固定方式的腓骨骨折断端位移和螺钉von Mises应力最低,双螺钉垂直骨折线内固定方式的腓骨von Mises应力最低。不同的生理条件下,腓骨和螺钉von Mises应力峰值的大小顺序是:跖屈20°>跖屈10°>中立位>背屈10°>背屈20°;腓骨骨折断端位移峰值的大小顺序是:跖屈20°>跖屈10°>中立位>背屈20°>背屈10°。体外物理实验和有限元分析结果吻合度较高,验证了有限元分析的有效性。结论垂直骨折线螺钉植入方式分担载荷能力较强,而垂直腓骨轴线螺钉植入方式防止腓骨轴向短缩能力较强,还能降低螺钉疲劳破坏的风险,且双螺钉比单螺钉具有更好的治疗效果。踝关节背屈位时具有较高的稳定性,建议优先进行背屈位的康复训练,不建议角度过大的背屈和跖屈康复训练。