洞察：交叉螺钉固定跟骨的有限元分析

美呗对话

有限元分析交叉螺钉固定跟骨时，应力集中于螺钉与骨折端接触的位置，分布范围较小。两枚横向螺钉中，下方螺钉比较高应力大于上方螺钉；纵向螺钉中，内侧螺钉比较高应力大于外侧螺钉。上、下方横向钉以及内、外侧纵向钉的比较大应力分别为6132、9735、3923、2995MP，而跟骨的比较大应力为1155MP。有限元分析的相关资讯可以到我们网站了解一下，从专业角度出发为您解答相关问题，给您优质的服务！http://www.nataid.com/

正常跟骨及跟骨骨折模型的位移主要集中于距下关节，越向内侧位移越大，比较大位移发生在跟骨载距突。完整跟骨的比较大位移为48，而交叉螺钉和钢板固定时跟骨的比较大位移分别为106、319。

人体足部骨骼结构复杂，数量多、体积小、关节多，且曲面、曲率复杂，韧带、肌腱繁多，并具有复杂的运动学与动力学特性。同时，限于医学影像技术和计算机图形学的发展程度，早期人体有限元模型大多是二维有限元模型。这些模型过于简化，难以准确模拟非规则几何形状并有复杂关节的真体。大容量电子计算机的出现，使建立足部维有限元模型成为可能。但在早期的维跟骨模型报道中，松质骨被假设为均一分布，皮质骨厚度也是固定的。从生物力学观点来看，这样所建立的模型必然不能反映跟骨的真力学特性。螺旋CT为建立跟骨有限元模型带来极大方便。K等提出利用CT数据自动重建骨骼维有限元模型的方法。T等详细报道了利用CT扫描数据建立踝足维有限元模型的方法。随后建立的足部有限元模型不仅在几何结构上精确细致，还重建了软骨、韧带等组织，甚至考虑骨折及重建等特殊情况。

交叉螺钉内固定是一种适用于非严重粉碎跟骨骨折的治疗方法，目前大部分学者将其用于治疗患有糖尿病、吸烟或开放骨折等高感染风险的患者。A报道采用闭合复位螺钉内固定治疗60例跟骨关节内骨折患者，结果显示良率为793%，故作者认为螺钉固定适用于大多数的跟骨关节内骨折，尤其适合不能耐受开放复位内固定的患者。H等对17例高感染风险的跟骨骨折患者采用经皮螺钉固定进行治疗，骨折复位的良率达到94%，一例患者发生切口感染。尽管螺钉固定治疗跟骨骨折具有良好的临床效果，但由于其是否具有足够的固定强度尚存有争议，故术后的早期功能锻炼一直未能有效开展。在H等所报道的病例中，所有患者术后8周需佩戴护具，且不能进行早期锻炼。因此，利用有限元法分析螺钉固定治疗跟骨骨折的力学稳定性，对于临床手术的开展和术后早期康复锻炼以及促进后足功能恢复均具有重要意义。

从有限元分析的结果看，与完整跟骨模型相比，骨折模型各组织比较大应力都显著增大，其原因在于贯穿跟骨骨折端的4枚螺钉承载了全部载荷，发挥了类似扁担的作用，在骨折端形成明显的应力遮挡效应。从应力云图看，螺钉固定时不同位置螺钉的比较大应力存在差别。在两枚横向螺钉中，下方螺钉所承受的比较大应力高于上方螺钉；在两枚纵向螺钉中，内侧螺钉的比较大应力高于外侧螺钉。螺钉应力分布的差别提示，在开展跟骨骨折治疗时，应根据不同位置选择不同规格的螺钉固定。固定跟骨载距突下方和跟骨内侧骨块时，可适当选用大直径的螺钉固定，以增大骨与钉的接触面，对保护骨组织和固定位置都有积极作用。钢板固定骨折模型的比较大应力大于交叉螺钉固定骨折模型，这是因为钢板与螺钉通过锁定形成框架式悬臂固定结构，钢板分担了更大的载荷。