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Aug 06, 2023

前外側上方を介した脛骨プラトー骨折用の新しいプレートに関する生体力学と有限要素解析の研究

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13516 (2023) この記事を引用 274 アクセス メトリクスの詳細

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13516 (2023) この記事を引用

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前外側柱および後外側柱（APC）の骨折を伴うシャツカー II 型分割陥没脛骨プラトー骨折の場合、最適な固定スキームについては議論の余地があります。 この研究の目的は、(1) 生体力学的試験と有限要素解析 (FEA) によって APC 骨折を治療するための新しく設計されたプレートを導入すること、(2) それを 2 つの従来の固定方法と比較することです。 APC 骨折モデルを作成し、3 つのグループ (グループ A～C) にランダムに割り当てました。 グループ A は 3.5 mm の横方向ロッキング プレートで固定され、グループ B は 3.5 mm の横方向ロッキング プレートと 2 本の 3.5 mm カニューレ状ネジ (ハイブリッド固定) で固定されました。 グループ C は新設計のプレートで固定されました。 これは、前外側腓骨頭上アプローチによって外側脛骨プラトーを固定するためのアーチ型ロッキング プレートです。 各破壊モデルは、カスタマイズされた圧子を使用して、250 ～ 750 N の範囲で徐々に増加する軸方向圧縮荷重を受けました。 生体力学的分析により、新しく設計されたプレートが 3 つの方法の中で最小の変位を示し、次にハイブリッド固定方法が続くことが実証されました。 逆に、3.5 mm の横方向ロッキング プレートは、APC 骨折において最大の変位を示しました (p < 0.05)。 FEA の結果は、750 N でグループ A～C の最大変位がそれぞれ 3.06 mm、2.74 mm、2.08 mm と測定されたことを示しました。 さらに、750 N でグループ A～C のインプラントで記録された最大応力は 208.32 MPa、299.59 MPa、143.26 MPa でしたが、骨では 47.12 MPa、74.36 MPa、40.01 MPa でした。 250 N および 500 N での全体的な傾向は、750 N で観察された傾向と一致しました。結論として、良好な生体力学的性能と FEA 結果により、新しく設計されたプレートは、脛骨プラトーの APC 骨折を管理するための有望な選択肢となります。

脛骨プラトー骨折は膝の外傷で最も一般的な骨折の 1 つであり、全骨折の 1% を占めます 1。 このような損傷を治療するには、解剖学的整復と強固な固定が第一選択です。 ただし、整復や固定が不十分だと、外傷性関節炎や運動機能障害を引き起こす可能性があります。 膝関節の特殊な形状と生体力学により、脛骨プラトー骨折の約 60% は外側柱で発生します 2,3。 コンピューター断層撮影 (CT) スキャンから明らかな骨折の形態学的特徴の分析により、シャツカー II 型骨折を 3 つのサブタイプに分類できます。 後外側単柱（PC）骨折。 および前外側柱と後外側柱（APC）の両方の骨折4。 サンら。 は、単一 PC 骨折の割合は約 15.0% (28/187) であり、APC を伴う骨折の発生率は最大 23.4% (123/525) であると報告しました。 これらの所見は、シャツカー II 型脛骨プラトー骨折を管理する際に、APC 骨折の可能性を無視すべきではないことを示しています。

何人かの学者は、前外側および後外側柱の断片を含む粉砕脛骨プラトー骨折では、後外側断片も適切に固定する必要があると提案しています4,5。 現在、APC 骨折を治療するためのアプローチとインプラントについては合意がありません。 何人かの専門家は、患者を浮かせた状態で、前外側と後内側の逆 L 字型アプローチを組み合わせたデュアル プレート固定を提案しています。 このアプローチで治療された 41 人の患者のうち、3 人の患者は切開裂開または壊死を経験し、2 人の患者は医原性神経損傷を経験しました。 デュアルプレートは強固な固定を提供しましたが、特にふくらはぎの筋肉が発達している患者や肥満の患者において、後内側切開によって後外側骨折片を直接露出させることは困難でした。 後外側断片が露出できる場合でも、手術により膝窩血管と脛骨神経が分離されることが多く、血管損傷や神経牽引損傷のリスクが高まります。 Zhang et al.6 は、APC 骨折に対する別の組み合わせアプローチを導入しました。これは、従来の前外側アプローチと逆 L 字型後外側アプローチから構成されます。 しかし、このアプローチで治療された患者 17 人中 2 人は、手術後に無菌脂肪液化を経験しました。 このアプローチでは後外側断片を直接露出させることができましたが、必然的に膝関節の後外側角に医原性損傷が発生しました。 さらに、2 つの切開間の皮膚橋には虚血性壊死が発生する傾向がありました。 朱ら。 は、修正された Frosch アプローチによって APC 骨折を固定するために、従来の横方向ロッキング プレートと組み合わせたバレル フープ プレートを使用しました7。 ただし、この方法では、バレルフーププレートを得るために、従来の半径2.7のTプレートを切断して輪郭を整える必要がありました。 他の学者は、APC 骨折の管理に前後ラグ スクリュー技術に加えて側方ロッキング プレートを使用しています 8 が、この固定方法の有効性を検証するにはさらなる研究が必要です。