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个体化设计一期关节置换治疗膝骨关节炎合并同侧股骨关节外畸形
背景:全膝关节置换治疗膝关节骨性关节炎合并关节外畸形目前仍面临挑战,为获得良好的力线及恢复恰当的软组织平衡,需制定个体化的置换方案。目的:观察个体化设计一期关节置换治疗膝骨关节炎合并同侧股骨关节外畸形安全及可行性。方法:纳入膝骨关节炎合并同侧股骨关节外畸形患者8例,根据置换前计划,5例患者进行关节内代偿截骨治疗,3例患者行关节外矫正截骨,记录肢体多平面畸形和软组织条件。主要评估指标包括 HSS评分,WOMAC评分和力线偏差。结果与结论:平均随访29个月,患者HSS评分从置换前32.5分提高至置换后87.5分,WOMAC从置换前的37.1分提高到置换后88.8分(P<0.05)。力线偏差(无论是内翻或外翻)由置换前的17.1°变到置换后1.4°(P <0.05)。所有患者关节外矫正截骨的病理3个月内截骨端愈合,无置换后感染,假体松动或静脉血栓栓塞事件发生,仅1例患者残留5°膝过伸。结果证实,依据个体化的置换前计划,一期全膝关节置换治疗膝关节骨性关节炎合并同侧股骨关节外畸形安全有效。
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股骨假体旋转角对全膝关节置换后膝关节功能恢复影响的3年随访
背景:股骨假体旋转不良可造成屈曲间隙不平衡和髌骨轨迹不良,从而影响膝关节功能的恢复.目的:观察全膝关节置换股骨假体旋转角对患者膝关节评分的影响.方法:选取2010年1月至2014年1月在江苏镇江市第一人民医院关节外科行初次全膝关节置换的患者146例(186膝).置换后进行CT扫描检查并测量股骨髁扭转角评价股骨假体旋转位置,根据股骨髁扭转角分为3组,正常组74例(外旋3°-内旋3°),内旋组15例(内旋>3°),外旋组58例(外旋>3°),置换后随访3年.结果与结论:①膝关节美国膝关节协会评分:正常组活动功能评分明显高于内旋组和外旋组,外旋组活动功能评分高于内旋组(P<0.05);在活动功能评分中3组的标准活动评分、自由活动评分及高级活动评分中,正常组明显高于内旋组和外旋组,外旋组高于内旋组(P<0.05);但3组的站立与行走评分、满意度评分和期望评分比较差异无显著性意义;②结果证实:股骨假体旋转角影响全膝关节置换后远期膝关节功能恢复,因此应注意避免置换中股骨假体旋转不良.
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膝关节后外侧倒“L”形径路放置支撑钢板时有效及安全性
背景:有研究表明胫骨平台后外侧骨折可以通过膝关节后外侧入路进行处理,但尚无明确的解剖学研究对此入路进行深入的评估和分析。
目的:评估膝关节后外侧倒“L”形径路在累及胫骨平台后外侧骨折治疗中的安全性及有效性。
方法:新鲜冰冻成人尸体8具,双膝16侧。均行后外侧倒“L”形径路解剖。解剖中观察显露范围,并测量重要解剖结构参数。
结果与结论:该径路可以充分暴露平台后外侧、后交叉韧带胫骨止点等。作者团队在操作上对上胫腓关节、腓骨头及膝关节后外侧角结构无明显干扰。腓总神经在切口内暴露长度平均为56.48 mm,与腓骨轴成平均14.7°倾斜。其绕腓骨颈处距腓骨头尖平均为31.26 mm,距关节线的平均为42.18 mm。骨间膜裂孔距关节面距离平均为48.78 mm。腓动脉自胫后动脉发出点距关节面平均为76.46 mm。结果证实,经解剖学证实后外侧倒“L”形径路能够满足后外侧骨折解剖复位支撑固定的需要,通过改良皮肤切口可以减少甚至避免对腓总神经暴露。由于有腘动脉分支胫前动脉穿越骨间膜裂孔及腓动脉自胫后动脉分出,径路向远侧深部剥离时需小心进行,放置支撑钢板时可能穿越血管下方,有一定风险。 -
有限元分析不同屈曲状态下胫-股关节的生物力学变化
背景:三维有限元模型有助于人们对膝关节损伤机制和力学特性的分析,但动态模拟膝关节运动的研究较少.目的:建立正常的男性膝关节三维有限元模型,动态模拟膝关节运动并析膝关节在不同屈曲状态下受力后,胫-股关节的力学特性和相对运动,为膝关节生物力学的研究提供有三维限元模型,并为膝关节的个性化假体设计和3D打印提供指导.方法:对1名健康男性的膝关节进行CT扫描,然后通过Mimics,Hypermesh和Abaqus等软件,构建正常的膝关节三维有限元模型.并对其施加不同载荷进行仿真及应力分析.结果与结论:①实验构建的膝关节有限元模型,能够准确地体现膝关节的几何结构和生物力学特性,可模拟膝关节的多种运动,并有效进行膝关节生物力学的研究;②模拟膝关节屈曲0°-60°过程中,外翻的角度范围为3.34°-6.13°;内旋角度范围为1.56°-29.17°;股骨相对胫骨有明显的后移,其范围是4.36-7.23 mm;③股骨软骨、胫骨软骨和半月板在0°的大接触应力分别为1.45,1.03和2.59 MPa;而60°的大接触应力分别为6.41,6.73和8.65 MPa;④上述数据说明,在模拟膝关节屈曲0°-60°过程中,膝关节外翻的角度范围较小,相对稳定;而膝关节内旋角度范围相对较大.股骨软骨和胫骨软骨的接触应力随着屈曲角度的增大而逐渐增大;内、外侧半月板的接触应力变化不同,内侧半月板的接触应力变化较大,相反外侧半月板的接触应力相对平稳,变化较小,且内侧半月板的接触应力大于外侧半月板的接触应力.
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胸椎钉棒系统置入方式的生物力学特征
背景:有研究表明胸椎骨折椎弓根螺钉的置入方式、进针点、角度、长度已经有统一定论,单个螺钉的轴向拔出力及生物力学行为报道也很多,但关于3种螺钉置入并连接钉棒后的生物力学行为研究较少。目的:通过生物力学测试来进一步观察并比较3种胸椎螺钉置入并连接钉棒后的生物力学行为,从而了解胸椎置钉并连接钉棒后的强度,及其拔出后对胸椎置钉周围骨质的应力影响。方法:实验将新鲜冰冻胸椎标本随机分3组,经椎弓根固定组,经横突-椎体固定组,经改良肋横突法固定组,每组照标准胸椎置钉法分别置入胸椎钉棒系统,在力学仪器上测试,动态曲线描述拔出过程中钉棒系统及胸椎置钉周围骨质所承受力量,并进行统计学分析,比较3种置钉方法在胸椎上把持力的差异性。结果与结论:3种伤椎置钉方式中,经椎弓根固定组拔持力明显大于经横突-椎体法及经改良肋横突法组的把持力(P <0.01),经横突-椎体法及经改良肋横突法组的把持力差异无显著性意义。结果证实,经椎弓根固定法固定节段的胸椎置钉周围骨质所承受力稳定性明显优于经横突-椎体法及经改良肋横突法组。
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髌骨骨折植入物内固定评价:动力和静力加压的生物力学特点
背景:骨折块间的静力加压作用由内固定本身(如张力带钢丝和螺钉)产生,而动力加压作用在关节屈曲时产生。髌骨横行骨折张力带固定方法的力学强度和稳定性方面优势明显,但尚缺乏对这些内固定方法的静力和动力加压作用的量化对比研究。
目的:观察目前4种髌骨骨折内固定方法的动力和静力加压作用的强度变化及其临床意义。
方法:选择新鲜牛髌骨制作相同横行骨折模型,随机分成4组,钢丝组用改良张力带钢丝固定技术固定,钢缆组用改良张力带钢缆固定技术固定,螺钉组用单纯加压螺钉内固定技术固定,空心螺钉组采用空心螺钉+张力带钢丝联合固定。进行骨折固定前,于骨折块间放置富士压力敏感膜,用以测量内固定后骨折块间的压力,即静力和动力加压强度。每组骨折固定模型再分别进行以下两种力学测试:①固定完成后即拆除内固定,取出压力敏感膜。②完成内固定后,使用材料试验机,对样本进行3点弯曲试验(5000 N载荷),模拟膝关节弯曲时产生的骨折块间动力加压作用,而后取出压力敏感膜。使用 prescale FPD-8010E 压力分布图系统软件对每个取出的压力敏感膜进行测量,获得骨断端间的平均压力,并进行统计学分析,比较各组骨断端间的静力和动力加压强度。结果与结论:钢丝组骨折块间的平均静力加压强度显著低于钢缆组、螺钉组和空心螺钉组(P<0.05)。5000 N载荷下动力加压后,钢丝组与钢缆组、螺钉组和空心螺钉组相比较具有相似的骨断端间压力强度(P >0.05)。钢丝组的动力加压强度高于其静力加压强度(P<0.05)。结果证实,比起改良张力带钢丝固定技术,使用钢缆或螺钉可以更显著的增加骨断端的静力加压强度,但同时也削弱了骨断端的动力加压作用。