特定于患者的骨材建模可以改善骨骨折固定技术预测的生物力学结果:一个比较的有限元研究
Mate Turbucz1, Agoston Jakab Pokorni1, Sebastian Frederick Bigdon2
1School of PhD Studies, Semmelweis University, Budapest, Hungary; In Silico Biomechanics Laboratory, National Center for Spinal Disorders, Buda Health Center, Budapest, Hungary.
Injury
|November 9, 2023
概括
这项研究比较了六种 iliosacral 螺丝固定技术用于圣骨骨折. 在S1和S2 (TISS12) 技术的横向神螺丝在有限元模型中提供了卓越的生物力学稳定性.
科学领域:
- 骨科生物力学 骨科生物力学
- 有限元素分析的研究.
- 手术固定技术 手术固定技术
背景情况:
- 圣骨骨折,特别是AO型B2 (Denis型II),需要稳定的固定.
- 了解不同类型的 iliosacral 螺杆固定方法的生物力学有效性对于最佳的患者治疗结果至关重要.
- 有限元 (FE) 模型为评估形外科手术技术提供了有价值的工具.
研究的目的:
- 为了比较六种不同的 iliosacral 螺丝固定技术的生物力学有效性,用于单边的圣骨骨折.
- 使用基于文献 (LBM) 和患者特异 (PSM) 的有限元模型,具有QCT衍生骨特性.
- 评估固定技术,包括S1和/或S2级别的 iliosacral 螺丝 (ISS) 和横向 iliosacral 螺丝 (TISS).
主要方法:
- 开发了两个 FE 骨盆模型:具有 QCT 衍生性能的 LBM 和 PSM.
- 模拟了单侧转骨骨折和模拟了六种固定技术:ISS1,ISS2,ISS12,TISS1,TISS2,TISS12.
- 施加了600N的垂直负荷,并分析了垂直刚度 (VS),相对断片间位移 (RID) 和·米塞斯应力.
主要成果:
- 通过TISS12技术,在LBM和PSM中显示出最高的正常垂直刚度.
- 与LBM相比,患者特异性骨建模 (PSM) 一般增加了螺丝应力值.
- 所有技术都显示出临床上足够的稳定性,TISS12在生物机械上优越;PSM显示出比LBM更低的骨折接口应力.
结论:
- 当地定义的骨材料特性对于精确的机械参数调查很重要.
- 所有经过评估的 iliosacral 螺丝固定技术都为圣骨骨折提供了临床上足够的稳定性.
- 在生物力学上,TISS12技术优越,建议进行进一步的临床试验以验证这些发现.
