背侧克氏针增强AO C型桡骨远端骨折尺背侧骨折块稳定性的有限元分析

摘要

背景:波及尺背侧骨折块的桡骨远端骨折属于不稳定型骨折,属于AO分型的23C型、三柱分型中波及中间柱的骨折,尺背侧骨折块不能得到有效固定,将影响桡腕关节和下尺桡关节的稳定性,而当前单纯掌侧钢板固定尺背侧骨折块的作用有限,若附加背侧钢板虽然固定效果好,但将增加手术创伤、导致肌腱损伤粘连,并提高了治疗费用,不符合当前疾病诊断相关分组的政策,附加背侧克氏针固定是个较为可行的方案。目的:通过建立AO/ASIF 23-C1桡骨远端骨折的有限元模型,比较掌侧锁定钢板和掌侧锁定钢板附加背侧克氏针两种内固定方式生物力学稳定性的差异,尤其关注尺背侧骨折块的固定效果,为临床应用提供参考。方法:利用逆向建模技术,将42岁男性志愿者健康前臂CT数据及内固定数据导入相关软件,分别建立AO/ASIF 23-C1桡骨远端骨折掌侧锁定钢板和掌侧锁定钢板附加背侧克氏针内固定三维有限元模型。对模型分别施以100 N轴向载荷、1 Nm的弯曲及扭转载荷,比较两组尺背侧骨折块最大位移、内固定上最大Von Mises应力及应力分布等指标。结果与结论:①两种固定方式下,内固定上的应力均2-10倍于骨骼,符合骨折早期稳定的要求;②在3种不同载荷下,两组间应力峰值比较,无论是骨骼上还是内固定上的应力均差别不大(<30%);在轴向载荷下内固定上的应力峰值为骨骼的三四倍;但在弯曲载荷下,内固定上的应力峰值为骨骼的8-10倍;而在扭转载荷下内固定上的应力峰值仅为骨骼的2倍;③在轴向载荷下,两组间尺背侧骨折块的最大位移极小且差别不大,仅为0.056 mm和0.047 mm,表明骨折块的稳定性好;在弯曲载荷下,单一钢板固定组最大位移为克氏针固定组的2.4倍;在扭转载荷下,单一钢板固定组最大位移为克氏针固定组的2.7倍;④提示附加克氏针的掌骨锁定钢板能更好地固定尺背侧骨折块,应力分布更均匀,提高了固定强度,且未明显增加手术费用,更适合于当前疾病诊断相关分组控费下涉及尺背侧骨折块的桡骨远端骨折的治疗。