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500,1000,1500 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,新型钢板组内固定物应力峰值大于拉力螺钉组;③新型钢板组与斜T型钢板组应力分布较为均匀;拉力螺钉组内侧螺钉中部,可见明显应力集中;L型锁定钢板组应力分布最为均匀;④结果显示,L型锁定钢板组内固定物应力分布最均匀、应力最小,但骨折块位移大,与拉力螺钉组骨折块位移相近,因此,新型钢板的生物力学稳定性优于L型锁定钢板及拉力螺钉,有良好的应用基础。

骶髂关节多轴锁定接骨板螺钉系统的研制

目的研制一种创伤小、并发症少的骶髂关节固定器械。方法在18具成人骨盆标本（男8具，女10具）双侧骼骨和骶骨上测量与锁定接骨板和锁定螺钉设计相关的解剖学指标；根据解剖测量结果设计骶髂关节多轴锁定接骨板螺钉系统，采用医用钛合金制作。在4具成年男性骨盆标本上，通过生物材料试验系统测试0～700N垂直载荷及0～12N·m扭转载荷下，正常骨盆（A组）、骶髂螺钉固定骶髂关节脱位（B组）及骶髂关节多轴锁定接骨板螺钉系统固定骶髂关节脱位（c组）后，骶髂关节位移距离和位移角度。在1具成年男性尸体标本上模拟应用该系统，观察软组织破坏程度，摄骨盆x线片观察锁定接骨板及锁定螺钉位置。结果根据解剖学测量结果成功设计并制各了一套骶髂关节多轴锁定接骨板螺钉系统。生物力学测试结果表明，0～700N垂直载荷下，A组位移距离显著大于B、C组（P〈0．05），B、C组间比较差异无统计学意义（P〉0．05）。0-12N·m扭转载荷下，A组位移角度显著小于B、C组（P〈0．05）；扭转载荷≤6N·m时B组位移角度大于C组，〉6N·m时B组小于C组，但差异均无统计学意义（P〉0．05）。在尸体标本上安装该系统时，软组织破坏少，植钉准确、安全。结论骶髂关节多轴锁定接骨板螺钉系统体积较小，操作时创伤小；多轴向固定，可灵活调整植钉方向，固定牢固，在尸体标本上应用固定效果良好。