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静态有限元法分析基于“裹帘”法外固定拇外翻术后截骨端的稳定性
背景:中西医结合微创技术治疗拇外翻术后基于“裹帘”法采用“8”字绷带和分趾垫外固定,临床应用已久,此法摒弃了植入物内固定和石膏外固定,术后患者即可下地生活自理,但因其允许断端活动可能引起骨折不愈合,曾一度引起学者质疑。近年来随着足部生物力学研究不断完善,使足部有限元模型建立和应用成为现实。
目的:基于静态有限元法分析“裹帘”法“8”字绷带和分趾垫外固定系统对拇外翻截骨端稳定性的影响。方法:选择青年女性拇外翻志愿者,体质量58 kg,右足拇外翻角24°,第1,2跖骨间角13°,近端关节固定角7°,远端关节固定角7°,利用CT对其右足扫描获得数据,采用ABAQUS软件建立右足拇外翻骨骼有限元模型,并模拟第1跖骨颈部微创截骨基于“裹帘”法外固定,计算截骨端的Von Mises应力和位移。
结果与结论:①无外固定工况大应力0.067 MPa,有外固定工况大应力1.258 MPa,应力主要分布在截骨端的外侧边缘部位;②无外固定工况大绝对位移0.363 mm,有外固定工况大绝对位移0.716 mm,均在Z轴方向位移大,差异有显著性意义(P <0.01);③无外固定工况大相对位移值为0.101mm,有外固定工况大相对位移值为0.046 mm。无外固定时大相对位移为-0.102 mm,发生在Z轴;有外固定时大相对位移为0.110 mm,发生在Y轴;④经单因素方差分析,有/无外固定工况4个节点在X轴、Y轴上的相对位移差异无显著性意义(P>0.05);有/无外固定工况4个节点在Z轴上的相对位移差异有显著性意义(P<0.01)。⑤结果提示,拇外翻术后基于“裹帘”法外固定可有效减小截骨端位移,应力适中,从而保持截骨端弹性固定,有利于骨折愈合。