有限元法及I-Scan测试系统分析尺骨成角截骨后肱桡关节的应力分布
Stress distribution on the humeroradial joint after ulnar osteotomy based on finite element analysis and I-Scan Stress Distribution Test system作者机构：广东省中医院(广州中医药大学第二附属医院)广东省广州市510120
出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)
年 卷 期：2017年第21卷第35期
页 面：5679-5684页
学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程]
基 金：广东省科技计划项目(2011B061300080)~~
主 题：骨科植入物 数字化骨科 孟氏骨折 尺骨截骨 生物力学 有限元
摘 要：背景:尺骨成角截骨矫形是治疗小儿孟氏骨折的首选手术方式,但仍然缺乏足够的生物力学证据证实其有效性及安全性。目的:采用I-Scan测试系统以及有限元法分析尺骨成角截骨后肱桡关节的应力分布,为确定尺骨成角截骨角度及阐明成角截骨机制提供实验依据。方法:采用9个肘关节标本,分别作生理角度截骨、后侧成角15°以及30°截骨,在中立位、旋前位以及旋后位情况下分别进行0°到90°加载,利用I-Scan传感器获得肱桡关节应力分布及受力面积改变。选取1个标本进行CT三维扫描,并以ANSYS建立由皮质骨组成的有限元模型,加载与I-Scan相同的工况。结果与结论:(1)I-Scan测试显示,成角截骨后肘关节伸直时应力集中区在肱桡关节内侧,随着肘关节屈曲角度增加,应力集中区转移至后侧,肱桡关节应力及接触面积减少;后侧成角截骨组比生理角度组肱桡关节应力增加,接触面积减少;应力集中区域的转移,背离孟氏骨折多发的前侧及外侧,能减少桡骨头再脱位的发生,且在应力集中区转移方面分析,后侧成角30°截骨组优势可能大于后侧成角15°截骨;成角截骨后可能增加肱桡关节骨性关节炎风险,其中以后侧成角30°截骨更为明显;(2)有限元分析显示,后侧成角15°以及30°截骨组肱桡关节应力集中在内后侧;但后侧成角15°以及30°截骨组肱桡关节面压力增加;(3)综上,尺骨后侧成角30°截骨在防止肱桡关节再脱位上优于后侧成角15°截骨,但是可能增加肱桡关节退行性病变的发生。
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