新型網狀外固定支架固定脛骨平臺骨折三維有限元分析.pdf

1、背景和目的:
　　脛骨平臺骨折是一種比較常見的關節(jié)內復雜骨折,常由于高能量創(chuàng)傷所致,也可見于輕微創(chuàng)傷后的老年人。由于人口老齡化的加速,高速交通事故的增多以及建筑行業(yè)的發(fā)展等,嚴重脛骨平臺骨折有增加的傾向。
　　目前對脛骨平臺骨折的分類不一、治療方法也多種多樣;而對脛骨平臺骨折的治療,歷來都是重點,也是難點,治療不當容易導致創(chuàng)傷性關節(jié)炎、關節(jié)不穩(wěn)以及關節(jié)功能障礙。最近數十年來國內外各學者所報道的對脛骨平臺骨折的治療方法及預后不

2、盡相同,對其最佳治療方案一直存有爭議。切開復位堅強內固定由于廣泛的軟組織暴露造成的并發(fā)癥也很高,近年來的文獻均有這方面的報道。近年來外固定支架的應用及發(fā)展為這個問題提供了樂觀的解決方案,其經皮復位固定、輔以關節(jié)鏡等微創(chuàng)技術以使得高感染率及軟組織并發(fā)癥顯著下降,但目前所使用的結合式外固定架設計較復雜,外形笨重,細張力固定針數量有限?；谝陨显?我們設計了一種含克氏針束網狀支撐的新型外固定支架,既能夠托起塌陷的骨折,使固定應力分散,又對骨

3、折施行彈性固定,而達到生物學固定的作用。并已進行了離體生物力學測試,其力學性能優(yōu)于對照的鋼板螺釘組。尸體模擬手術進行外固定架安裝及安全性評估表明了臨床應用的可行性。
　　為了更好地評價新型網狀外固定架的力學性能,并與離體標本生物力學研究相對照,設計是否合理,下一步如何改進和優(yōu)化,本研究建立脛骨平臺骨折三維有限元模型,以新型網狀外固定支架及脛骨平臺外側鎖定鋼板固定,使用有限元方法對結果進行分析討論,對外固定支架的設計進行評價。

4、>　　方法:
　　選取一名年齡在20-30歲健康男性,普通X-ray攝片排除骨骼病變,應用螺旋CT掃描技術,獲得脛骨中上段圖像數據,使用Mimics10.01數字化三維醫(yī)學影像交互式軟件、ANSYS10.0有限元處理軟件,建立正常脛骨平臺三維有限元模型,并在此基礎上建立脛骨平臺骨折(41-B1型)模型;并根據支架及鋼板螺釘數據建立新型網狀外固定架和鎖定鋼板三維有限元模型,導入骨折模型,設定邊界及載荷條件,進行生物力學分析。

5、　　結果:
　　初步建立了脛骨平臺骨折和新型網狀外固定架以及鎖定鋼板三維有限元模型,進行生物力學三維有限元分析,結果表明新型網狀外固定架的設計符合生物力學原理,具有較好的強度、剛度和穩(wěn)定性,能夠滿足對脛骨平臺骨折固定的需要。
　　結論:
　　在采用螺旋 CT斷層掃描影像技術獲取的活體計算機數據基礎上,建立脛骨平臺三維有限元模型是有效可行的;本研究建立的脛骨平臺骨折骨折(41-B1型)和新型網狀外固定支架三維有限元模型逼