用于开放式胫骨高位截骨术解剖型固定板的生物力学研究

作     者：张嘉宁 袁霄 张静 高永昌 张志峰 陈瑱贤 ZHANG Jianing;YUAN Xiao;ZHANG Jing;GAO Yongchang;ZHANG Zhifeng;CHEN Zhenxian

作者机构：长安大学工程机械学院西安710064 内蒙古医科大学第二附属医院关节外科呼和浩特010110 

基　　金：国家自然科学基金项目(11902048,1220021015) 陕西省自然科学基金项目(2022JQ-529,2023-JC-YB-402) 长安大学中央高校基本科研业务费专项资金(300102252106) 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第39卷第1期

页      码：98-105页

摘      要：目的 针对个体化开放式胫骨高位截骨术(open wedge high tibial osteotomy,OWHTO),设计一种新型内固定板,并研究几何参数和材料选择对其生物力学固定性能的影响。方法 通过个体化OWHTO解剖型固定板设计建模,采用有限元分析方法,参数化研究固定板厚度、宽度和长度设计参数以及不锈钢、钛合金、镁合金和聚醚醚酮(PEEK)4种不同材料选取对OWHTO固定系统生物力学的影响,对比了解剖型固定板与TomoFix固定板的生物力学差异。结果 相比于固定板的长度与宽度,厚度对截骨间隙微位移的影响最大。与不锈钢和PEEK材料相比,钛合金或镁合金固定板更有利于同时获得合理的稳定性和力学传递。与TomoFix固定板相比,解剖型固定板最大von Mises应力降低了13.5%,螺钉和胫骨最大von Mises应力分别增大了9.8%与18.4%,最大截骨间隙cc处微位移增大了49.3%。结论 解剖型固定板在保证稳定性的前提下对减轻应力屏蔽效应以及提高生物力学性能有更积极的影响。研究结果为OWHTO解剖型固定板的开发提供参考。

主 题 词：开放式胫骨高位截骨术 解剖型固定板 有限元分析 生物力学 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.16156/j.1004-7220.2024.01.014

馆 藏 号：203126114...