Clin Biomech：中国学者研究---骨移植在骨缺损跟骨骨折固定中的生物力学作用:有限元分析

跟骨骨折是最常见的跗骨骨折，其中超过三分之二是移位性关节内跟骨骨折(DIACFs)。此外，骨折的稳定是困难的，因为骨缺损的“中性区”，特别是在嵌塞骨折。骨移植在骨缺损病例骨折固定中的应用仍然很流行，尽管缺乏大量证据支持其疗效和益处。跟骨骨折多为严重的复合骨折，伴关节内碎片移位和后关节突塌陷(即移位性关节内骨折)。关节突塌陷的发生可导致骨缺损的发生，影响固定的效果虽然骨移植的使用可能潜在地填补骨缺损，防止晚期塌陷和创伤后关节炎，但这个概念是有争议的一些研究人员认为，没有确凿的证据支持植骨能更好地缓解疼痛，但存在引流和潜在感染的隐患骨缺损的位置似乎在整体生物力学支持中并不起关键作用，一些人建议通过钢板固定来保留关节突和跟骨形态。评估骨缺损跟骨固定的生物力学稳定性有助于更好地理解骨移植的必要性。计算方法(计算机)提供了一个通用的平台来理解预设条件下的内部生物力学环境。硅有限元(FE)模型的应用被广泛用于了解足部和踝关节的生物力学、病理力学和干预措施的评估。然而，现有的计算机研究主要集中在对不同跟骨固定方式的评价上，而本研究的研究空白在于考虑了骨缺损模型，解决了跟骨固定中骨完整性与稳定性关系的研究问题，从而为植骨的必要性提供了线索。

本研究旨在探讨中度和重度骨缺损及植骨应用对跟骨应力和生物力学稳定性的影响。williamhill asia 假设较大的骨缺损会增加跟骨的应力并降低跟骨的生物力学稳定性。此外，williamhill asia 假设应用植骨可以降低升高的应力并恢复稳定性。

方法：建立无骨缺损和中重度骨缺损Sanders III型跟骨骨折的足踝复合体有限元模型。植入和不植入植骨钢板固定，模拟行走姿态。评估跟骨的应力和碎片位移。

材料参数

边界和载荷条件的有限元分析

有限元模型计算结果

模型几何和加载/边界条件的有限元分析和步行步态仿真的说明

无骨缺损、中度骨缺损、重度骨缺损、中度骨缺损伴骨缺损、重度骨缺损伴骨缺损、种植体组装位置固定骨块五种情况下的跟骨

实验测量与计算预测足底压力的比较

不同情况下跟骨和假体的位移(mm)

不同条件下跟骨内外的von Mises应力(单位MPa)

结果：中度缺损和重度缺损的跟骨应力分别增加了16.11%和32.51%，植骨后分别减少了10.76%和20.78%。中度缺损和重度缺损的总位移分别增加3.99%和24.26%，后关节突位移分别增加86.66%和104.44%。中度缺损和重度缺损分别降低88.09%和84.78%，中度缺损和重度缺损分别降低25.73%和35.96%。

结论：williamhill asia 的FE预测支持植骨固定可以提高跟骨骨折骨缺损的稳定性，降低继发应力性骨折的风险。

原始出处：

Zhihao, Su;  Ming, Ding;  Ning, Zhu; Biomechanical role of bone grafting for calcaneal fracture fixation in the presence of bone defect: A finite element analysis.Clin Biomech (Bristol, Avon) 2024 Jun;116(0):106278