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三种内固定方式治疗AO/OTA A3型股骨远端骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2024年

作者：张金辉刘晖徐维臻熊远飞张剑平吴进第909医院暨厦门大学附属东南医院骨科

背景：股骨远端骨折的患者年龄呈双峰分布，多见于高能量损伤的青壮年和低能量损伤的老年人。对于复杂的股骨远端骨折，单一的股骨远端外侧微创内固定系统或股骨逆行髓内钉的固定方式可能无法实现骨折愈合的稳定环境，因此常常需要联合... 详细信息

背景：股骨远端骨折的患者年龄呈双峰分布，多见于高能量损伤的青壮年和低能量损伤的老年人。对于复杂的股骨远端骨折，单一的股骨远端外侧微创内固定系统或股骨逆行髓内钉的固定方式可能无法实现骨折愈合的稳定环境，因此常常需要联合固定。目的：设计了一款针对股骨远端A3型骨折的新型联合内固定方式(微创内固定系统+胫骨逆行髓内钉)，使用有限元方法与2种常用联合固定方式——双钢板(微创内固定系统+锁定加压钢板)和钉板联合(微创内固定系统+股骨逆行髓内钉)固定的生物力学性能进行对比分析，为股骨远端型骨折临床内固定的选择提供理论依据。方法：选择一名23岁健康男性志愿者的股骨CT图像，基于Mimics与Geomagic Studio软件重建股骨三维模型，并与其他文献所做体外有限元分析数据比较，验证此次制作股骨三维模型的有效性。使用Creo 5.0软件建立股骨远端A3型骨折模型与内固定三维模型，对股骨骨折模型与3种联合内固定方式(微创内固定系统+胫骨逆行髓内钉、微创内固定系统+锁定加压钢板、微创内固定系统+股骨逆行髓内钉)进行装配并行布尔运算，建立3组有限元模型。随后导入Abaqus有限元分析软件中赋予材料属性，施加相同的边界条件与3种载荷(正常站立、缓慢行走、下楼梯)提交计算，分析3组模型受力后内固定应力分布、股骨整体与局部变形情况，评估新型联合内固定方式(微创内固定系统+胫骨逆行髓内钉)的失效风险与抗变形能力。结果与结论：(1)微创内固定系统+胫骨逆行髓内钉抗变形能力虽然低于微创内固定系统+锁定加压钢板10%左右，但与微创内固定系统+股骨逆行髓内钉相当，具备良好的抗变形能力；(2)3种联合内固定方式的股骨刚度基本不随步态发生变化；随着载荷的增加，股骨位移量基本呈线性增加，稳定性较高；(3)微创内固定系统+胫骨逆行髓内钉内固定的失效风险低于其他两种方案，相比微创内固定系统+锁定加压钢板失效风险降低2.94%；(4)新型联合固定方式在抗变形能力与安全有效性方面均具备一定的优势，为进一步的临床推广应用奠定了理论基础。

关键词：股骨远端骨折双钢板股骨逆行髓内钉胫骨逆行髓内钉有限元分析生物力学

3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换和翻修术中的巨大骨缺损

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中华骨科杂志 2024年第4期44卷 243-249页

作者：胡鹏飞吴浩波冉季升包家鹏蒋利锋陈炜平赵翔严世贵吴立东浙江大学医学院附属第二医院骨科杭州310009

目的探讨3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)和膝关节翻修术中巨大骨缺损的临床疗效。方法回顾性分析2018年7月至2023年12月就诊于浙江大学医学院附属第二医院骨科的存在巨大骨缺损的TKA或膝关节... 详细信息

目的探讨3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)和膝关节翻修术中巨大骨缺损的临床疗效。方法回顾性分析2018年7月至2023年12月就诊于浙江大学医学院附属第二医院骨科的存在巨大骨缺损的TKA或膝关节翻修患者7例(7膝),其中TKA 4例、膝关节翻修术3例。男3例、女4例,年龄(58.7±7.6)岁(范围54~68岁),左膝3例、右膝4例。患者膝关节均存在骨缺损,均为AORIⅢ型,2例仅股骨存在骨缺损,4例仅胫骨存在骨缺损,1例胫骨和股骨均存在缺损,采用3D打印个性化重建治疗。比较手术前后的髋膝踝角、美国膝关节协会评分(Keen Society score,KSS),观察术后并发症情况。结果所有患者均顺利完成手术,手术时间为(189.3±35.5)min(范围125~240 min)。复杂TKA 4例,手术时间分别175、195、210、240 min,翻修术3例,手术时间分别125、180、200 min。术中出血量为(114±24.4)ml(范围100~150 ml)。5例使用3D打印金属垫块,2例使用3D打印一体式胫骨部件。所有患者均获得随访,随访时间分别为2、2、5、6、7、20、57个月。术后3个月5例患者的KSS膝评分分别为56、61、66、56、56分,大于术前的35、44、36、27、41分。术后3个月5例患者的KSS功能评分分别为45、45、45、30、45分,大于术前的30、30、15、20、20分。末次随访时髋膝踝角为181.8°±3.4°(范围177.9°~188.0°),术前为175.8°±12.4°(范围153.3°~192.1°),差异无统计学意义(t=-1.230,P=0.242)。末次随访时3D打印部件与骨面结合良好,假体位置稳固,下肢力线均正常。两组术后无一例出现切口愈合不良、感染、脂肪液化、神经损伤、下肢深静脉血栓形成、膝关节僵硬、假体周围感染及松动等并发症。结论采用3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换和翻修术中巨大骨缺损早期临床疗效满意,可获得比较满意的关节功能,手术安全性较好。

关键词：关节成形术,置换,膝假体失效打印,三维治疗结果

衰弱量表评分及衰弱指数与老年患者髋关节置换术后康复效果的相关性分析

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中国康复医学杂志 2024年第4期39卷 529-534页

作者：高鹏王亮王宏宇王俊哲王松刚济南市章丘区人民医院康复医学科山东省济南市250200 济南市章丘区人民医院骨科山东大学齐鲁医院骨科

目的:探讨衰弱量表(the frail scale)评分及衰弱指数(frailty index,FI)与老年患者髋关节置换术后康复效果的相关性。方法:选取2020年1月—2022年1月在本院行髋关节置换术并进行术后康复训练的老年患者69例为研究对象,采用衰弱量表和FI... 详细信息

目的:探讨衰弱量表(the frail scale)评分及衰弱指数(frailty index,FI)与老年患者髋关节置换术后康复效果的相关性。方法:选取2020年1月—2022年1月在本院行髋关节置换术并进行术后康复训练的老年患者69例为研究对象,采用衰弱量表和FI评估所有患者入院时的衰弱状态。并采用Harris评分量表对患者术后1周、6周以及3个月时关节功能康复情况进行评估,按照术后3个月的Harris评分将患者分为康复效果优良组(50例)和不良组(19例),比较两组衰弱量表和FI差异,ROC曲线及Logistic回归评估衰弱量表和FI对康复效果的预测价值。结果:69例老年患者术后3个月的总体康复效果优良(Harris评分78.72±5.56)。康复效果优良组衰弱量表和FI评估的衰弱比例均低于不良组,且两种衰弱评估结果均与术后3个月康复效果呈负相关(r=-0.393,P=0.001;r=-0.378,P=0.001);ROC曲线分析结果显示衰弱量表和FI预测康复效果的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.818、0.706;Logistic回归结果显示衰弱量表评分是术后康复效果的独立影响因素[OR(95%CI)=7.712(1.362—43.655),P=0.021]。结论:衰弱评估量表和衰弱指数均与老年患者髋关节置换术后康复效果相关,其中衰弱量表预测性能相对更高。

关键词：衰弱量表衰弱指数老年髋关节置换术康复效果

胫骨远端关节外骨折微创钢板接骨术后胫骨旋转对膝、踝关节功能影响的研究

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中国修复重建外科杂志 2024年第10期38卷 1236-1241页

作者：张剑平刘晖徐维臻熊远飞张金辉吴进第九〇九医院厦门大学附属东南医院骨科福建漳州363000

目的探讨微创钢板接骨术(minimally invasive plate osteosynthesis,MIPO)治疗胫骨远端关节外骨折术后胫骨旋转对患者膝、踝关节功能的影响。方法回顾性分析2021年1月—2022年12月接受MIPO治疗并符合选择标准的45例胫骨远端关节外骨折... 详细信息

目的探讨微创钢板接骨术(minimally invasive plate osteosynthesis,MIPO)治疗胫骨远端关节外骨折术后胫骨旋转对患者膝、踝关节功能的影响。方法回顾性分析2021年1月—2022年12月接受MIPO治疗并符合选择标准的45例胫骨远端关节外骨折患者临床资料。男20例,女25例;年龄19~68岁,平均43.6岁。致伤原因:高处坠落伤11例,交通事故伤15例,重物砸伤7例,跌倒伤12例。受伤至入院时间1~6 h,平均3.7 h。单纯胫骨骨折28例,合并同侧腓骨骨折17例。开放骨折9例,闭合骨折36例。胫骨远端骨折国际内固定研究协会/美国骨创伤协会(AO/OTA)分型:43A1型12例,43A2型17例,43A3型16例。随访期间采用下肢功能评分(LEFS)、美国矫形足踝协会(AOFAS)评分、膝关节损伤与骨关节炎评分(KOOS)分别评估下肢以及踝、膝关节功能,测量膝、踝关节活动度(range of motion,ROM),简明健康调查量表(SF-36量表)评估患者生活质量。摄踝关节正侧位X线片评估骨折愈合情况。CT检查测量双下肢胫骨旋转角度并计算患侧与健侧差值,旋转角度差值绝对值≥10°判定为胫骨旋转不良。根据是否胫骨旋转不良,将患者分为正常组和旋转不良组进行疗效比较。结果术后患者切口均Ⅰ期愈合,无早期并发症发生。患者均获随访,随访时间12~26个月,平均18.6个月。影像学复查示骨折均愈合,愈合时间9~14周,平均11.2周。末次随访时,LEFS评分为60~68分,平均62.3分;AOFAS评分为89~97分,平均92.6分;KOOS评分为158~164分,平均161.3分。踝关节ROM:跖屈40.0°~45.0°,平均42.8°;背伸10.5°~22.0°,平均17.7°。膝关节ROM:屈曲130.0°~135.0°,平均132.6°;伸直–8.8°~–5.0°,平均–7.1°。患者生活质量SF-36量表评分为89~93分,平均90.7分。45例患者胫骨旋转角差值绝对值为2.6°~17.3°,平均8.9°;15例(33.3%)胫骨旋转不良,其中内旋10例、外旋5例。旋转良好组与正常组术前合并腓骨骨折患者构成比以及末次随访时AOFAS评分、KOOS评分、LEFS评分、SF-36量表评分以及膝、踝关节各向ROM比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论MIPO治疗胫骨远端关节外骨折术后胫骨旋转不良发生率较高,但对膝、踝关节功能无明显影响。尽管如此,术中仍应精细操作、精确评估以避免旋转不良的发生。

关键词：微创钢板接骨术胫骨远端骨折关节外骨折旋转不良关节功能

厚皮性骨膜病合并后十字韧带股骨止点撕脱骨折一例报告及文献复习

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中华骨科杂志 2024年第1期44卷 41-47页

作者：汪松文耿傲万丰唐金龙李浩郑伟徐州医科大学附属医院骨科徐州221000

报告1例厚皮性骨膜病合并后十字韧带股骨止点撕脱骨折。撕脱骨折经关节镜下单骨道带襻钛板悬吊固定术式治愈,厚皮性骨膜病经非甾体抗炎药对症处理症状好转。以("pachydermoperiostosis"OR"primary hypertrophic osteoarthropathy"OR"Tou... 详细信息

报告1例厚皮性骨膜病合并后十字韧带股骨止点撕脱骨折。撕脱骨折经关节镜下单骨道带襻钛板悬吊固定术式治愈,厚皮性骨膜病经非甾体抗炎药对症处理症状好转。以("pachydermoperiostosis"OR"primary hypertrophic osteoarthropathy"OR"Touraine-solente-gole syndrome")OR("posterior cruciate ligament"AND"avulsion fracture")为关键词检索文献并复习。确认本例厚皮性骨膜病合并后十字韧带股骨止点撕脱骨折患者为首次报告,检索并纳入后十字韧带股骨止点撕脱骨折文献14篇、厚皮性骨膜病相关文献7篇。回顾厚皮性骨膜病对骨质的影响,后十字韧带股骨止点撕脱骨折的可能因素,总结关节镜下单骨道带襻钛板悬吊固定术式的优势。厚皮性骨膜病是罕见的常染色体隐性遗传病,后十字韧带股骨止点撕脱骨折发病率极低,是严重影响膝关节稳定性的运动损伤,经过积极治疗可获得满意的治疗效果。

关键词：骨关节病,原发肥大性后交叉韧带骨折,撕脱性关节镜检查

五种内固定方式治疗SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的生物力学特性比较

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中华骨科杂志 2024年第9期44卷 616-625页

作者：徐志李豫皖刘子铭杨民张家港市第五人民医院骨科张家港215600 浙江大学医学院附属第一医院骨科杭州310009 北京大学第三医院运动医学科北京100191 皖南医学院弋矶山医院创伤骨科芜湖241000

目的通过有限元分析比较股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板、重建髓内钉+钛缆固定SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的生物力学特性。方法采集1名健康成年志愿者左侧股骨CT数据,通过软件构建Seinsheime... 详细信息

目的通过有限元分析比较股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板、重建髓内钉+钛缆固定SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的生物力学特性。方法采集1名健康成年志愿者左侧股骨CT数据,通过软件构建SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折有限元模型及股骨近端锁定钢板、头干髓内钉、重建髓内钉、钢板和钛缆内固定器械模型,完成骨折和内固定装配后比较股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板和重建髓内钉+钛缆模型在生理载荷下骨折块和内固定系统各部件最大位移、最大应力以及对内外侧壁骨折断端应力激发效果的差异。结果股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板和重建髓内钉+钛缆的最大位移分别为7.9、5.7、4.3、4.3和4.9 mm,内固定系统最大位移分别为7.4、5.8、4.3、4.3和4.9 mm,内固定系统最大扭转角度分别为1.8°、1.5°、1.4°、1.3°、1.5°,最大应力分别为172.0、114.1、115.4、93.5和118.5 MPa,内固定最大应力分别为4530.0、993.6、1179.0、890.4和847.2 MPa。股骨近端锁定钢板在内侧壁远端和近端骨折接触面、外侧壁远端和近端骨折接触面的最大接触应力在五种固定方式中最大,分别为48.9、37.9、4.4、18.7 MPa;头干髓内钉+钛缆在上述4个接触面上的最大接触应力分别为16.1、18.1、6.9、11.7 MPa超过了头干髓内钉+钢板的0.0、0.0、5.5、7.5 MPa;重建髓内钉+钛缆在上述4个接触面上的最大接触应力分别为13.7、13.4、6.9、14.1 MPa超过了重建髓内钉+钢板的0.0、0.0、5.6、11.0 MPa。结论采用重建髓内钉+钛缆的固定方式治疗SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折在结构稳定性、耐久性和对骨皮质的应力激发作用方面具有更好的表现。

关键词：股骨骨折内固定器有限元分析生物力学现象

凝聚层黏接剂用于湿环境下骨黏接及促骨修复的实验研究

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医学研究与战创伤救治 2024年第3期37卷 232-237页

作者：刘大铭张扬杨晓江杨意鹏黄鑫怡邱海洋姬宇飞雷伟空军军医大学第一附属医院骨科西安710032 东部战区总医院骨科南京210002

目的使用聚乙烯醇、单宁酸、羟基磷灰石,制备具有湿环境下骨黏接能力及促骨修复能力的新型凝聚层黏接剂并验证其效果。方法以氰基丙烯酸酯黏接剂为对照组,制备两款新型凝聚层黏接剂,使用红外光谱进行表征,并测量3种黏接剂在湿环境下的... 详细信息

目的使用聚乙烯醇、单宁酸、羟基磷灰石,制备具有湿环境下骨黏接能力及促骨修复能力的新型凝聚层黏接剂并验证其效果。方法以氰基丙烯酸酯黏接剂为对照组,制备两款新型凝聚层黏接剂,使用红外光谱进行表征,并测量3种黏接剂在湿环境下的骨黏接效果。使用CCK-8法和活死染色评估3种黏接剂浸提液对MC3T3-E1细胞的影响。将3种黏接剂植入兔股骨缺损,使用显微CT对其骨修复能力进行体内实验验证。结果成功构建了PVA@TA、PVA@TA@HA两种凝聚层黏接剂,红外光谱分析结果确定了合成的有效性。两种凝聚层黏接剂在湿环境下的水下黏接强度[(70.2±2.1)kPa、(63.3±2.6)kPa]高于氰基丙烯酸酯的[(22.6±3.8)kPa],差异有统计学意义(P<0.01)。CCK-8法及活死染色均证明了PVA@TA、PVA@TA@HA黏接剂浸提液培养条件下MC3T3-E1细胞的增殖情况好于氰基丙烯酸酯黏接剂浸提液。显微CT定量分析证明了PVA@TA@HA黏接剂植入骨缺损后,新生骨生长情况优于其他两组,体现出更优异的促骨修复能力。结论成功构建了以聚乙烯醇、单宁酸、羟基磷灰石为基础的凝聚层黏接剂,相比于传统的氰基丙烯酸酯黏接剂,具有更优异的湿环境下骨黏接性能及促骨修复效果。

关键词：凝聚层湿环境骨黏接骨修复

基于血清和关节液炎性标志物诊断假体周围感染的列线图诊断模型

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中华骨科杂志 2024年第4期44卷 250-259页

作者：秦磊磊杨建业张涛赵辰胡宁黄伟重庆医科大学附属第一医院骨科(重庆医科大学骨科实验室) 重庆400016

目的构建基于血清和关节液炎性标志物诊断关节置换术后假体周围感染(prosthetic joint infections,PJI)的列线图诊断模型,并验证其预测能力。方法回顾性收集2015年1月至2020年6月于重庆医科大学附属第一医院骨科诊断为PJI或无菌性松动的... 详细信息

目的构建基于血清和关节液炎性标志物诊断关节置换术后假体周围感染(prosthetic joint infections,PJI)的列线图诊断模型,并验证其预测能力。方法回顾性收集2015年1月至2020年6月于重庆医科大学附属第一医院骨科诊断为PJI或无菌性松动的181例患者临床资料作为建模组。通过lasso回归、单因素及多因素分析筛选出诊断PJI的最佳指标。通过综合考量各项指标的权重及内在联系,构建列线图诊断模型,并以此开发临床决策支持系统(clinical decision support system,CDSS)。前瞻性收集2020年7月至2022年12月于重庆医科大学附属第一医院骨科诊断为PJI或无菌性松动的49例患者作为验证组,通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)等方法对列线图模型的诊断性能进行外部验证。结果181例建模组中PJI患者85例,49例验证组中PJI患者23例。在27个潜在因素中通过lasso回归分析发现体质指数(body mass index,BMI)、血液指标[包括血小板、淋巴细胞绝对值、干扰素γ(interferonγ,IFN-γ)、红细胞沉降率、IL-6、C反应蛋白、D-二聚体]及关节液指标(包括C反应蛋白、IL-1、IL-4、IL-6、多核中性粒细胞百分比、CD64)可能是诊断PJI的潜在指标。单因素回归分析发现血液学指标(包括红细胞沉降率、C反应蛋白、IL-6、D-二聚体)和关节液指标(包括C反应蛋白、关节液CD64指数、C反应蛋白、IL-1、IL-4、IL-6、关节液多形核白细胞百分比)的差异有统计学意义(P<0.05)。多因素回归分析筛选出血清IL-6、D-二聚体、关节液CD64指数、C反应蛋白、IL-1、IL-4、IL-6及关节液多形核白细胞百分比等指标,以此为基础构建列线图模型和CDSS系统。验证组外部验证ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.978,内部验证AUC为0.995;校准曲线C指数为99.50%,内部验证C指数为99.53%,提示列线图模型在临床应用中具有良好的预测能力。结论基于多个诊断指标诊断PJI的列线图显示出良好的诊断性能。通过列线图构建的CDSS系统将有助于临床医生更好地诊断PJI,及时做出合理决策。

关键词：假体周围感染关节液列线图感染性标志物诊断

长、短股骨近端防旋髓内钉治疗A2.3型股骨转子间骨折的疗效比较

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中国修复重建外科杂志 2024年第6期38卷 703-709页

作者：岳茂明杨大威哈尔滨医科大学附属第四医院骨科哈尔滨150001

目的比较长、短股骨近端防旋髓内钉(proximal femoral nail anti-rotation,PFNA)治疗A2.3型股骨转子间骨折(intertrochanteric fracture of femur,IFF)的临床疗效。方法回顾分析2020年1月—2022年12月收治且符合选择标准的54例A2.3型IFF患者临床资料,根据术中使用的PFNA主钉长度分为长钉组(PFNA主钉长度>240 mm,24例)和短钉组(PFNA主钉长度≤240 mm,30例)。两组患者性别、年龄、骨折侧别、身体质量指数、骨折至手术时间等基线资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)。记录并比较两组患者手术时间、术中失血量、术中透视次数、术中复位质量评分、骨折愈合情况及并发症发生情况;术后1年采用Harris评分评价患者髋关节功能。根据A2.3型IFF骨折线与小转子的关系,将两组患者细分为Ⅰ型(骨折线延伸至小转子水平)、Ⅱ型(骨折线延伸至小转子下方2 cm以内)、Ⅲ型(骨折线延伸至小转子下方2 cm以外),评价各亚型患者术后稳定性及内固定物松动情况。结果短钉组手术时间、术中失血量、术中透视次数均少于长钉组(P0.05)。两组患者均获随访,随访时间12~18个月,平均13.5个月。短钉组术后稳定性评分低于长钉组(P0.05)。长钉组有3例发生并发症(包括1例入钉点偏外导致髋内翻,2例复位丢失均发生内固定物松动),短钉组有7例发生并发症(包括1例入钉点偏外导致髋内翻,6例复位丢失均发生内固定物松动),两组均无股骨前弓破损发生;两组并发症发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅲ型患者因例数较少未纳入统计;Ⅰ型患者中长、短钉组术后稳定性评分及内固定物松动发生率比较差异无统计学意义(P>0.05);Ⅱ型患者中长钉组术后稳定性评分及内固定物松动发生率均明显优于短钉组(P<0.05)。结论长PFNA固定A2.3型IFF手术时间长、术中失血量多,但患者术后总体稳定性更好。对于骨折线延伸至小转子以下2 cm以内的A2.3型IFF使用长PFNA固定,虽然手术创伤大,但患者术后稳定性较短PFNA好;对于骨折线延伸至小转子水平的A2.3型IFF使用长、短PFNA固定术后稳定性无明显差异。

关键词：股骨近端防旋髓内钉股骨转子间骨折骨折稳定性