锁骨接骨板预弯塑形的生物力学研究

目的比较解剖型锁骨板与重建型锁骨板的生物力学特性,并探究预弯塑形及反复弯制对重建型锁骨板生物力学性能的影响,为临床治疗锁骨中段骨折提供生物力学依据。方法依据解剖型锁骨板的形状对重建型锁骨板分别进行1、2、3、5次弯制,通过静态压缩实验测试并比较各组试件的生物力学差异性。结果解剖型骨板固定刚度和强度显著优于重建型未弯制骨板。人工预弯1次后的重建型骨板与解剖型骨板间固定刚度和强度差异不明显。弯制对骨板力学性能有较大影响,且弯制1次后骨板固定刚度和强度明显提高。骨板仅弯制1次后再弯制会明显降低骨板的力学性能。结论与锁骨贴合度更高的解剖板和弯制1次的解剖型重建板与未塑形重建板相比,固定刚度和强度更佳。建议术者在使用重建型锁骨板进行骨折固定手术时,应根据患者锁骨解剖形态进行适当的预弯塑形,并尽量减少重复弯制次数,以维持骨板的刚度与强度。

内侧支撑髓内钉和股骨近端抗旋髓内钉治疗股骨转子间骨折A3.3型的生物力学研究

目的:A3型股骨转子间骨折是极其不稳定的骨折,临床上常常采用髓内治疗,但是髓内固定失败率高,股骨后内侧结构不能重建是主要原因。介绍一种可以早期重建股骨内侧支撑的新型内侧支撑髓内钉,通过生物力学试验验证力学效果。方法:利用人工股骨模型(Sawbones)制作内侧失支撑的A3.3型转子间骨折模型,分别用新型内侧支撑髓内钉(medial sustainable nail-Ⅱ,MSN-Ⅱ)和股骨近端抗旋髓内钉(proximal femoral nail anti-rotation,PFNA-Ⅱ)固定后,行轴向加载和轴向破坏试验,测定两种内固定物的轴向刚度、屈服载荷、头颈骨块的位移和断端扭转角度,比较两种内固定的生物力学差异,明确重建内侧支撑的髓内钉早期重建股骨内侧支撑的效果。结果:MSN-Ⅱ的轴向刚度、屈服载荷、当轴向载荷为1800 N时头颈骨块的位移、破坏试验后的骨折断端扭转角度分别为(222.76±62.46)N/mm,(4241.71±847.42)N,(11.51±0.62)mm,(1.71±0.10)°;PFNA-Ⅱ分别为(184.58±40.59)N/mm,(3058.76±379.63)N,(16.15±1.36)mm,(2.52±0.26)°,两组差异均有统计学意义。结论:MSN-Ⅱ轴向刚度优于PFNA-Ⅱ,在固定A3.3型骨折时能耐受更大的载荷,具有更大的轴向和旋转稳定性,是重建A3型股骨转子间骨折内侧支撑有效的手段。

多孔髓内针生物力学特性的有限元分析

背景:髓内针为长骨转移癌预防性内固定的常用选择之一,但存在锁钉周围应力集中,锁钉弯曲或折断等问题。选择更为坚强、持久的预防性内固定可有效改善骨转移癌患者的生存质量。目的:研究适用于长骨转移癌的多孔髓内针的生物力学特性,为选取打孔方案及生物力学试验提供理论依据。方法:采用有限元分析的方法,测量4种长骨髓内针打孔方案下截面刚度及整体刚度的变化,孔直径有2mm与3mm两种,导程有11mm与22mm两种。结果:孔直径2mm对截面拉压刚度及扭转刚度降低8.45%和8.13%,对平行于打孔平面方向的弯曲刚度几乎无影响,但在垂直于打孔平面方向的弯曲刚度降低15.96%。髓内针采取孔直径2mm、导程11mm、每导程4个孔、孔均匀布置的打孔方案,载荷下应力增长率及整体刚度改变最小。结论:髓内针侧壁打孔可造成髓内针刚度降低,孔周围出现应力集中的现象,影响髓内针的抗疲劳性。综合静态压缩、弯曲的分析结果,孔直径2mm,导程11mm,每导程4个孔,孔均匀布置的打孔方案的效果最佳。

AD5933生物阻抗实时监测的便携式椎弓根内固定辅助系统

为降低椎弓根内固定手术过程中的螺钉误置率,基于ADI公司的生物阻抗测量芯片AD5933,设计了一种实时监测生物阻抗的便携式智能椎弓根开路装置——椎弓根开路器。开路器通过实时测量其头部电极处的组织电阻抗变化,对电极处的组织进行分析后,通过声音提示医生操作,引导开通螺钉钉道,并避免刺破神经组织。标定实验和离体猪椎骨实验表明,系统在测量精度上满足实际应用要求,能够有效区分软组织、松质骨和皮质骨,将有望降低手术螺钉误置率。

胫骨高位截骨术相关角度的X线片测量及3D重建测量差异分析

目的本研究旨在验证胫骨高位截骨术下肢全长X线片测量与3D重建测量间是否存在差异。方法选取我院骨科2016年6月至2018年7月拟行胫骨近端高位截骨术的22例合并胫骨内翻的内侧单间室骨关节炎患者,共计23膝,分别通过下肢全长X线片及3D重建测量胫骨近端内侧角、股骨远端外侧角及后倾角,比较两种方法测得结果的差异。结果通过X线片测得胫骨近端内侧角(medial proximal tibia angle,MPTA)为(84.5±3.9)°,与3D重建后测量的MPTA为(82.0±3.1)°差异有统计学意义;通过X线片测得股骨远端外侧角(lateral distal femoral angle,LDFA)为(87.7±2.7)°,与3D重建后测量的LDFA(88.0±2.3)°差异无统计学意义;通过X线测得胫骨平台后倾角(posterior slope angle,PSA)为(11.4±3.9)°,与3D重建后测量的PSA(12.5±3.5)°差异无统计学意义。结论在预行胫骨高位截骨术的患者中,正常的解剖角度测量,单纯通过X线片测量即可提供相对可靠的结果,但是对于胫骨近端内侧角,尤其是该角度可能影响手术选择、手术预案及术后疗效等方面,3D重建后的测量更为准确。

锁定螺钉不同头部角度对钉板系统力学性能的影响

目的探究锁定螺钉的头部角度以及锁定次数对钉板系统力学性能的影响,为医生在临床手术过程中选用适当锁定螺钉和把控锁定次数提供理论依据。方法选用具有不同头部角度的锁定螺钉与同种接骨板配合,并进行不同次数的锁定,通过悬臂弯曲试验,比较各组试件力学性能的差异。结果头部角度不同的锁定螺钉与锁定加压接骨板配合后的失效载荷与抗弯刚度存在显著性差异(P<0.05),锁紧程度最佳的钉板系统的力学性能最优;钉板配合进行3次锁定与进行1次锁定之间显著性差异不明显(P>0.05);不同头部角度锁定螺钉在不同锁定次数情况下的螺钉失效形式存在差异,锁定螺钉失效形式与其头部角度以及锁定次数正相关。结论头部角度不同的锁定螺钉与锁定加压接骨板配合后力学性能的差异性不容忽视,医生在临床过程中选用锁紧程度最佳的锁定螺钉与锁定加压接骨板,并选用合适扭矩的限力扳手酌情进行多次锁定,避免螺钉松动影响患者康复。

运动学对线全膝关节置换股骨滑车截骨面解剖适配与下肢对线参数的相关性研究

目的探讨运动学对线全膝关节置换(KA-TKA)术中外侧滑车截骨面覆盖不全与下肢对线参数之间的关系。方法回顾性分析2018年5月—2020年7月在北京朝阳医院行KA-TKA手术治疗的48例(54膝)患者资料,其中男12例、女36例,年龄57~85(69±6.7)岁。23例(23膝)使用个性化截骨工具辅助手术,25例(31膝)使用常规器械测量截骨工具。通过术前下肢负重位全长X线片、膝关节CT、术中测量等方法获取患侧的髋-膝-踝(HKA)角、机械股骨远端外侧角(mLDFA)、关节线汇聚角(JLCA)、胫骨近端内侧角(MPTA)和髁上轴角(TEAA)作为自变量,采用CT、术中测量等方法测量外侧股骨滑车中间和下方两水平的裸露截骨面宽度(分别记为MIDcover和INFcover截骨面宽度)作为因变量,采用Spearman进行相关性分析和简单线性回归分析。结果54膝中有37膝(87%)存在不同程度的外侧滑车截骨面覆盖不全,MIDcover和INFcover截骨面宽度[M(QR)]分别为2.8 mm(2.6 mm)和2.3 mm(2.5 mm),两者与mLDFA均呈负相关关系(rs=-0.839、-0.691,P值均<0.05),与HKA亦均呈负相关(rs=-0.574、-0.585,P值均<0.05),而与TEAA和MPTA无相关性(P值均>0.05)。进一步简单线性回归分析结果显示mLDFA对MIDcover和INFcover的截骨面宽度影响更大,回归系数分别为-0.703(R2=0.708)和-0.473(R2=0.489)。结论当使用传统假体实施KA-TKA时,术中滑车外侧截骨面覆盖不全非常普遍。股骨远端关节线的外翻角度越大,外侧滑车截骨面覆盖不良越明显。