胫骨远端骨折3种不同固定方式的有限元分析

摘要

背景:目前临床上对于胫骨远端髓内钉及锁定钢板的生物力学性能研究相对较少。目的:采用三维有限元分析胫骨远端骨折3种固定方案在不同受力下内固定及骨头的受力情况。方法:使用数字化技术构建胫骨远端内外侧锁定钢板及胫骨远端髓内钉模型,根据内固定原则设置模型组合,胫骨内侧钢板固定模型为模型1,胫骨外侧钢板固定模型为模型2,髓内钉固定模型为模型3,分别给予3个模型轴向力侧向力及扭转力的加载方式,模拟人体在不同受力情况下内固定及胫骨骨折模型的受力及位移情况。结果与结论:胫骨远端骨折不同的固定方式在给予不同方向的受力时,每个内固定的特性不一。(1)在给予轴向力时胫骨远端内侧钢板及骨折模型受力均匀,并且移位最小,稳定性最佳;而胫骨远端外侧钢板及胫骨髓内钉的稳定性无明显差异,但胫骨远端外侧内固定承担较多的力量;(2)给予侧向力时三者的内固定承担相似的力量,但胫骨髓内钉的骨折模型需承担较多的力量;但是胫骨远端外侧钢板的位移最大,稳定性差;(3)给予三者模型扭转力时,胫骨远端骨折内侧钢板的较其他内固定方式承担最大的力量,其胫骨远端外侧钢板固定承担最小的扭转力,而髓内钉固定方式中,胫骨本身分担较多的力量,并且位移最大,其稳定性最差;(4)结果证实,胫骨远端骨折内侧钢板固定较远端外侧钢板及髓内钉固定分散应力,内固定及胫骨受力较均匀,稳定性更好。该试验方案已经四川省骨科医院伦理委员会讨论批准。