為了避免此類并發(fā)癥,，可采用一期外固定支架后固定二期行距下關(guān)節(jié)融合術(shù)治療,。本研究擬通過(guò)建立鎖定鋼板內(nèi)固定治療SandersW型跟骨骨折的有限元模型，旨在探討此類骨折的最佳治療方案,，同時(shí)為現(xiàn)有的鎖定鋼板治療理念和技術(shù)提供理論依據(jù),。
材料與方法：
一、有限元模型的建立 選取健康志愿者I名(該志愿者已簽署知情同意書(shū)并符合相關(guān)醫(yī)學(xué)倫理學(xué)的要求),，男,，26歲，體質(zhì)量70kg,，經(jīng)過(guò)X線檢查排除足躁部損傷或疾病雙足行螺旋CT平掃(16排螺旋CT,GE公司,，美國(guó)).球管電壓120kV，電流65一150mA,暴露時(shí)間0.5一1.0,、,，選擇骨組織窗掃描，掃描層厚0.625mm,，掃描長(zhǎng)度為躁關(guān)節(jié)上方10cm至足底,，所得數(shù)據(jù)以.dicom格式保存，共289張圖片,。采用右側(cè)足踩數(shù)據(jù)為樣本,，將二維.dicom格式保存的數(shù)據(jù)導(dǎo)人Mimics13.0軟件(Materialise公司,，比利時(shí)),，設(shè)定適當(dāng)?shù)幕叶菼值,，對(duì)圖像進(jìn)行分割，輸出.stl格式文件,，導(dǎo)人Ceomagic10.0軟件(Geomagic公司,，美國(guó))進(jìn)行光滑處理，并模擬Sanders型跟骨骨折進(jìn)行截骨,，根據(jù)骨折模型將骨折塊分成8塊(圖l},，擬合曲面，以.iges文件輸出,。 結(jié)合跟骨的三維測(cè)量數(shù)據(jù),，根據(jù)Synthes公司提供的數(shù)據(jù)，應(yīng)用proE4.,。三維繪圖軟件(PTC公司,，美國(guó))對(duì)跟骨鎖定鋼板進(jìn)行三維虛擬重建，螺釘以直徑為3.5mm圓柱體進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,，所得結(jié)果以.iges輸出,。再將跟黔和內(nèi)固定的幾何模型導(dǎo)人有限元分析前處理軟件Hypermesh10.O}Altair，美國(guó))中進(jìn)行裝配,，生成鋼板內(nèi)固定的有限元模型(圖2),。所有模型均采用solid185單元，所得共劃分36131個(gè)單元和69590個(gè)節(jié)點(diǎn),，然后導(dǎo)人有限元分析軟件Ansys13.0(ANSYS公司,，美國(guó))后進(jìn)行處理分析。
二,、材料屬性
本研究中內(nèi)固定和骨的相關(guān)材料為均質(zhì),、各向同性的fsl，材料屬性參考相關(guān)文獻(xiàn){6一7」三,、邊界條件和加載
假設(shè)為骨折面完全斷裂并處于接觸狀態(tài),，摩擦系數(shù)為0.2}8}。將跟骨,、足部負(fù)重區(qū)三維有限元模型下緣全部節(jié)點(diǎn)的自由度約束為0作為邊界條件,，即遠(yuǎn)端各節(jié)點(diǎn)在、,、y,、z軸上的位移為o}普通加壓鋼板設(shè)定與跟骨接觸為加壓摩擦接觸，鎖定鋼板與跟骨間不考慮加壓摩擦接觸,。采用目前常用的簡(jiǎn)化模型,，不考慮韌,!fi:影響,。計(jì)算該狀態(tài)下跟骨與鋼板的應(yīng)力分布、位移,。假定人體質(zhì)量為70k};此狀態(tài)下軸向應(yīng)力,。
四、評(píng)價(jià)指標(biāo)
通過(guò)以下指標(biāo)評(píng)定:①跟骨骨折塊和內(nèi)固定的應(yīng)力分布,、應(yīng)力峰值;②跟骨和內(nèi)固定的最大應(yīng)力點(diǎn),、最大位移區(qū)域。結(jié)果
一,、骨折塊與鋼板的應(yīng)力分布
鎖定鋼板固定后,，軸向700N應(yīng)力時(shí)各骨折塊的應(yīng)力分布提示，跟骨側(cè)應(yīng)力集中于距下關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面,、近跟下關(guān)節(jié)處骨塊一螺釘界面,、近足跟處骨塊-螺釘界而、近跟般關(guān)節(jié)一面骨塊一螺釘界面,，應(yīng)力大小分別為15.224,13.083,9.786,7.632MPa;鋼板螺釘最大應(yīng)力為260.1MPa,，主要集中于鋼板中后段，即后側(cè)骨塊與中前側(cè)骨塊的骨折線處
二,、骨折塊與鋼板的位移分布骨折塊中發(fā)生位移較大的部位為載距突,、后側(cè)骨塊與中間骨塊接觸部、中間骨塊與前側(cè)骨塊接觸部,，分別為0.403,0.320,0.319mmo鋼板螺釘最大位移位于上排螺釘遠(yuǎn)端,，其中最大位移為固定載距突的螺釘遠(yuǎn)端，大小為0.390mm.
討論
切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定治療跟骨關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,，恢復(fù)關(guān)節(jié)面的平整非常關(guān)鍵,。但是跟骨為松質(zhì)骨，即使術(shù)中對(duì)-關(guān)節(jié)面進(jìn)行很好地復(fù)位,，術(shù)后依然會(huì)存在不同程度的塌陷,，尤其是加壓鋼板固定時(shí)，初始的關(guān)節(jié)面塌陷不可避免,。骨科內(nèi)固定器械的改良和發(fā)展已經(jīng)改變了以往“跟骨骨折切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定是行不通”的觀點(diǎn),，目前大部分學(xué)者都認(rèn)同切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定技術(shù)可以用于大部分跟骨骨折的治療，且療效優(yōu)于保守治療,。對(duì)于關(guān)節(jié)面碎裂較為嚴(yán)重的SandersW型骨折,，內(nèi)固定的固定效果直接決定了預(yù)后。術(shù)后長(zhǎng)期的疼痛,、高發(fā)的創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎均使部分學(xué)者選擇距下關(guān)節(jié)融合術(shù)來(lái)治療此類患者,。從本研究結(jié)果來(lái)看，當(dāng)跟骨受到軸向壓力時(shí),，各骨折塊之間位移不同,，最大位移部位位于載距突,，其發(fā)生的位移可為中部及外側(cè)骨折塊的2倍，術(shù)后關(guān)節(jié)面的臺(tái)階將不可避免,。因此,，目前的鎖定鋼板內(nèi)固定技術(shù)治療SandersW型跟骨骨折并不能較好地維持關(guān)節(jié)面的平整，早期下地負(fù)重可能會(huì)加重關(guān)節(jié)面的不平整,，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)期創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的高發(fā),。
