El estudio de la biomecánica y el análisis de elementos finitos en una nueva placa para fracturas de meseta tibial vía supra anterolateral

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Aug 06, 2023

El estudio de la biomecánica y el análisis de elementos finitos en una nueva placa para fracturas de meseta tibial vía supra anterolateral

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 13516 (2023) Cite este artículo 274 Accesos Detalles de métricas Para fracturas divididas de meseta tibial deprimida tipo II de Schatzker que involucran fracturas de

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 13516 (2023) Citar este artículo

274 Accesos

Detalles de métricas

Para las fracturas de meseta tibial deprimida dividida tipo II de Schatzker que involucran fracturas de las columnas anterolateral y posterolateral (APC), el esquema de fijación óptimo es controvertido. Los objetivos de este estudio fueron: (1) presentar una placa de nuevo diseño para tratar fracturas de APC mediante pruebas biomecánicas y análisis de elementos finitos (FEA), y (2) compararla con dos métodos de fijación convencionales. Se crearon modelos de fractura APC y se asignaron aleatoriamente a tres grupos (Grupos AC). El grupo A se fijó con una placa de bloqueo lateral de 3,5 mm, el grupo B se fijó con una placa de bloqueo lateral de 3,5 mm y dos tornillos canulados de 3,5 mm (fijación híbrida). El grupo C quedó arreglado con la placa de nuevo diseño. Es una placa de bloqueo arqueada para fijar la meseta tibial lateral mediante el abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea. Cada modelo de fractura experimentó una carga de compresión axial que aumentaba gradualmente desde 250 a 750 N utilizando un penetrador personalizado. El análisis biomecánico demostró que la placa recién diseñada mostró el desplazamiento mínimo entre los tres métodos, seguida del método de fijación híbrido. Por el contrario, la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm mostró el máximo desplazamiento en las fracturas APC (p <0,05). Los resultados del FEA indicaron que a 750 N, los desplazamientos máximos para los Grupos AC se midieron como 3,06 mm, 2,74 mm y 2,08 mm, respectivamente. Además, las tensiones máximas registradas para el implante en los Grupos AC a 750 N fueron 208,32 MPa, 299,59 MPa y 143,26 MPa, mientras que para el hueso fueron 47,12 MPa, 74,36 MPa y 40,01 MPa. Las tendencias generales a 250 N y 500 N fueron consistentes con las observadas a 750 N. En conclusión, debido al buen rendimiento biomecánico y a los resultados del FEA, la placa de nuevo diseño representa una opción prometedora para el tratamiento de las fracturas APC de la meseta tibial.

La fractura de la meseta tibial es una de las fracturas más comunes en traumatismos de rodilla y representa el 1% de todas las fracturas1. La reducción anatómica y la fijación rígida son la primera opción para tratar este tipo de lesiones. Sin embargo, una reducción y fijación deficientes pueden provocar artritis traumática y disfunción del movimiento. Debido a la especial geometría y biomecánica de la articulación de la rodilla, aproximadamente el 60% de las fracturas de la meseta tibial ocurren en la columna lateral2,3. El análisis de las características morfológicas de las fracturas evidentes en la tomografía computarizada (TC) permite clasificar las fracturas de Schatzker tipo II en tres subtipos: fracturas anterolaterales de una sola columna (AC); fracturas posterolaterales de una sola columna (PC); y las fracturas de la columna anterolateral y posterolateral (APC)4. Sol y cols. informaron que la proporción de fracturas únicas de PC fue aproximadamente del 15,0% (28/187), y la incidencia de fracturas que involucraron APC fue de hasta 23,4% (123/525)4. Estos hallazgos indican que no se debe descuidar la probabilidad de fractura de APC al tratar las fracturas de meseta tibial tipo II de Schatzker.

Varios estudiosos han propuesto que en las fracturas conminutas de la meseta tibial, incluidos los fragmentos de la columna anterolateral y posterolateral, el fragmento posterolateral también debe fijarse adecuadamente4,5. Actualmente, no existe consenso sobre los abordajes e implantes para tratar las fracturas de APC. Varios expertos han propuesto la fijación con placa dual mediante un abordaje combinado anterolateral y posteromedial en forma de L invertida, con el paciente en posición flotante4. Entre 41 pacientes tratados con este enfoque, tres experimentaron dehiscencia o necrosis de la incisión y dos pacientes sufrieron lesiones nerviosas iatrogénicas. Si bien las placas duales proporcionaron una fijación rígida, fue un desafío exponer directamente el fragmento de fractura posterolateral a través de la incisión posteromedial, particularmente en pacientes con músculos de la pantorrilla bien desarrollados u obesidad. Incluso cuando el fragmento posterolateral podía quedar expuesto, la operación a menudo provocaba la separación de los vasos poplíteos y del nervio tibial, lo que aumentaba el riesgo de lesiones por tracción vascular y nerviosa. Zhang et al.6 introdujeron otro abordaje combinado para las fracturas de APC, consistente en un abordaje anterolateral convencional y un abordaje posterolateral en forma de L invertida. Sin embargo, dos de diecisiete pacientes tratados con este enfoque experimentaron licuefacción aséptica de la grasa después de la operación. Si bien este enfoque permitió la exposición directa del fragmento posterolateral, inevitablemente causó algunas lesiones iatrogénicas en la esquina posterolateral de la articulación de la rodilla. Además, el puente de piel entre las dos incisiones tenía tendencia a desarrollar necrosis isquémica. Zhu et al. utilizaron una placa de aro de barril combinada con una placa de bloqueo lateral tradicional para reparar las fracturas de APC mediante un abordaje de Frosch modificado7. Sin embargo, en este método, era necesario cortar y contornear una placa en T convencional de radio 2,7 para obtener la placa de aro de barril. Otros estudiosos han utilizado placas de bloqueo laterales además de técnicas de tornillos de tracción anteroposteriores para el tratamiento de las fracturas de APC8, pero se necesita más investigación para verificar la eficacia de este método de fijación.

En este estudio, nuestro equipo diseñó una nueva placa anatómica de bloqueo (Fig. 1) específicamente para las fracturas APC de la meseta tibial. Nuestro objetivo era probar el rendimiento biomecánico de la placa recientemente diseñada para el tratamiento de este tipo de fracturas. Además, realizamos análisis de elementos finitos para explorar la efectividad de esta placa. Nuestra hipótesis fue que la placa de nuevo diseño proporcionaría una estabilidad adecuada y exhibiría una resistencia biomecánica superior y un rendimiento de análisis de elementos finitos.

Maquetas de la placa de nuevo diseño en huesos sintéticos. (A) Vista lateral de la placa de nuevo diseño. (B) Vista anteroposterior de la placa recién diseñada. (C) Vista lateral de la imagen de rayos X. (D) Vista anteroposterior de la imagen de rayos X.

La aprobación de la junta de revisión institucional (IRB) se obtuvo del comité de ética del hospital Xi'an Hong Hui. Se obtuvo un consentimiento informado por escrito del voluntario. Todos los métodos se llevaron a cabo según las directrices y regulaciones pertinentes. Se utilizaron treinta tibias izquierdas sintéticas (tipo 3401; Sawbones AG, Vashon Island, WA, EE. UU.) para crear modelos de fractura APC. Para fijar los modelos de fractura se utilizaron placas de nuevo diseño, tornillos canulados de 3,5 mm y placas de bloqueo laterales (aleación de titanio, Naton Medical Instrument Co., Ltd., Tianjin, China). Se utilizó la máquina electrónica universal de ensayo de materiales Electroforce 3520-AT (TA Instruments, New Castle, DE, EE. UU.) para identificar el rendimiento biomecánico de los modelos de fractura APC. El desplazamiento vertical se probó mediante un sensor de desplazamiento láser (LN-030-N, Shenzhen Leraun Technology Co., Ltd, China) con una precisión de 0,01 mm.

Según estudios previos y nuestro diseño para fracturas de APC, se utilizaron treinta tibias sintéticas para construir modelos de fractura de APC. La osteotomía se realizó con una sierra de hoja delgada. Como se muestra en la Fig. 2, la parte más ancha del fragmento de la meseta tibial lateral era de 20 mm. Paralelamente al plano coronal, el fragmento lateral se dividió en dos partes de similar tamaño, generándose los fragmentos de fractura anterolateral y posterolateral. La altura de los fragmentos de APC fue de 17 mm. Para simular los efectos de la depresión de la fractura y la reducción posterior, se eliminó la sección sombreada en amarillo en la Fig. 2, lo que resultó en un modelo de fractura APC simplificado. Estos modelos se dividieron aleatoriamente en tres grupos, con diez en cada grupo.

Modelo de fractura de meseta tibial deprimida dividida tipo II de Schatzker que afecta las columnas anterolateral y posterolateral.

Como se muestra en la Fig. 3A, el grupo A se fijó con una placa de bloqueo lateral de 3,5 mm. Se insertaron cuatro tornillos de bloqueo paralelos a la superficie articular, seguidos de la inserción de tres tornillos de bloqueo consecutivos en los orificios para tornillos distales. El grupo B se fijó con una placa de bloqueo lateral de 3,5 mm junto con dos tornillos canulados anteroposteriores de 3,5 mm (Fig. 3B). La placa de bloqueo lateral de 3,5 mm se insertó en la superficie lateral, colocada 2 mm por debajo de los tornillos canulados. La Figura 3C muestra la placa de nuevo diseño. Esta placa se utilizó para fijar los fragmentos de fractura anterolateral y posterolateral mediante el abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea. El brazo horizontal de la placa presentaba seis orificios, incluidos cuatro orificios de bloqueo y dos orificios universales. Los tornillos podrían envolverse alrededor de la meseta tibial lateral en forma de arco. Se insertaron seis tornillos de bloqueo proximales paralelos a la superficie articular. Los orificios universales se utilizaron para fijar adecuadamente el fragmento posterolateral a través del espacio por encima de la cabeza del peroné. La literatura anterior ha demostrado que el espacio entre el vértice de la cabeza del peroné y la pared lateral de la meseta es suficiente para que pase el brazo horizontal de la placa9. El mismo operador redujo y arregló estos modelos de fractura según los procedimientos estándar.

Modelos de fractura APC con tres métodos de fijación diferentes en ensayos biomecánicos. (A) Fijación de la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm en la fractura de APC. (B) Fijación de una placa de bloqueo lateral de 3,5 mm y dos tornillos canulados de 3,5 mm en la fractura de APC. (C) Fijación de la placa de nuevo diseño en la fractura APC. APC significa fractura de meseta tibial deprimida dividida tipo II de Schatzker que afecta las columnas anterolateral y posterolateral.

Cada modelo tibial sintético ensamblado se fijó verticalmente en el equipo biomecánico. Se aplicó una carga vertical al centro de la meseta tibial lateral mediante un penetrador cilíndrico personalizado con un diámetro de 30 mm. Estudios anteriores han demostrado que, con una marcha normal, la carga biomecánica sobre la articulación de la rodilla es aproximadamente dos o tres veces el peso corporal10. La meseta tibial lateral soporta aproximadamente el 45% de esta carga, mientras que la meseta tibial medial soporta aproximadamente el 55%11. Para simular las cargas que actúan sobre la meseta lateral, se establecieron cargas máximas axiales de 250 N, 500 N y 750 N para los modelos de fractura sintética. Estos valores de carga correspondían aproximadamente de una a tres veces el peso corporal soportado por la meseta tibial lateral de los adultos (con un peso de 60 kg). El equipo biomecánico simuló la fase estática para los tres métodos de fijación mencionados anteriormente. Después de ensamblar el modelo de fractura APC en el equipo, se aplicaron cargas axiales que aumentaron gradualmente al modelo a una velocidad de carga de 10 N/s. El desplazamiento vertical se midió mediante el sensor de desplazamiento láser. Los valores de desplazamiento fueron registrados mediante un software específico. Se generó una curva carga-desplazamiento para cada modelo de fractura. Además, se definió falla como el punto donde el desplazamiento vertical de los fragmentos de APC fue de 3 mm12. Las cargas máximas máximas se establecieron en 750 N o en las cargas correspondientes a un desplazamiento de 3 mm para los fragmentos de APC. Los desplazamientos verticales en tres cargas establecidas y cargas de falla se utilizaron para evaluar la efectividad de los tres implantes.

Se reclutó a un voluntario varón sano sin antecedentes de enfermedades sistémicas o de la articulación de la rodilla. Se realizó una tomografía computarizada de la región de la rodilla al tobillo utilizando una máquina de tomografía computarizada en espiral de 64 filas, con un espesor de corte de 0,625 mm. Las imágenes de TC se almacenaron como un archivo en formato DICOM en el sistema de control de imágenes médicas interactivo (Mimics 19.0, Materialise, Lovaina, Bélgica). A partir de los valores de gris de los tejidos y la segmentación de regiones, se generó un modelo de reconstrucción 3D de la tibia. Luego, las imágenes 3D se dividieron en mallas de superficie mediante el programa de división de celosía rígida Magics 9.9 de Mimics. Posteriormente, se utilizaron los módulos FEA del software Mimics para optimizar estos modelos 3D y crear modelos de malla de superficie. Estos modelos de malla de superficie se convirtieron en modelos de malla de volumen utilizando la herramienta Mesh (ANSYS, Inc., Canonsburg, PA, EE. UU.). Los modelos de malla de volumen se importaron nuevamente a Mimics para asignar desempeños de materiales. Se realizó un estudio de convergencia utilizando elementos tetraédricos cuadráticos de 10 nodos y elementos lineales de 4 nodos. Se comprobó el Grado de Libertad máximo para diversas variables, como la energía de deformación y el desplazamiento, asegurándose de que estuvieran dentro del 5% para ambos tipos de elementos, y no se identificaron puntos de tensión máxima.

El módulo de Young para los huesos corticales se fijó en 14.000 MPa, para los huesos esponjosos en 700 MPa y para placas y tornillos en 110.000 MPa. El índice de Poisson para estos materiales se fijó en 0,3, basándose en literatura previa13,14. Todas las placas y tornillos utilizados en el estudio estaban hechos de aleación de titanio. Los modelos 3D de estas placas y tornillos fueron creados mediante un software de diseño asistido por ordenador, según información específica proporcionada por el fabricante. Se definieron contactos de fricción para todas las situaciones de contacto. Se seleccionó un coeficiente de fricción de 0,4 basándose en la literatura15. Se cortaron las líneas de fractura para obtener los modelos de fractura APC (Fig. 4). Se montaron diferentes implantes sobre los modelos de fractura. Estos modelos se dividieron en tres grupos y se fijaron mediante la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm, dispositivos de fijación híbridos o la placa de nuevo diseño, respectivamente. La Tabla 1 muestra el número de elementos y nodos para los tres modelos de fijación.

Tres fijaciones internas diferentes tras el montaje del modelo de elementos finitos. (A) Fijación de la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm en fractura de APC. (B) Fijación de una placa de bloqueo lateral de 3,5 mm y dos tornillos canulados de 3,5 mm en la fractura de APC. (C) Fijación de la placa de nuevo diseño en la fractura APC. APC significa fractura de meseta tibial deprimida dividida tipo II de Schatzker que afecta las columnas anterolateral y posterolateral.

La parte inferior de la diáfisis tibial se fijó en todos los grados de libertad. Los fragmentos de APC fueron comprimidos por cargas axiales de 250 N, 500 N y 750 N. Todos los modelos de fractura fueron analizados por el software ANSYS Mechanical APDL 19.0 (ANSYS, Inc., EE. UU.). La FEA se realizó para simular un experimento estático para los tres métodos de fijación. Se analizó el desplazamiento vertical máximo de cada modelo. Además, también se probaron la distribución de tensiones de von Mises y la tensión máxima de von Mises de cada modelo.

Se realizó un análisis de varianza unidireccional de los datos para identificar si el desplazamiento vertical de los fragmentos y las cargas de falla diferían en los tres métodos de fijación. Se aplicaron la prueba post hoc de Fisher y el criterio de diferencia menos significativa (LSD) para comparaciones de grupos múltiples. Se utilizó p < 0,05 para indicar significación estadística. Los datos se analizaron utilizando SPSS 22.0 (SPSS, Inc., Chicago, IL, Estados Unidos).

Los desplazamientos verticales de los tres grupos bajo cargas axiales de 250 N, 500 N y 750 N se presentan en la Tabla 2. Existe una clara jerarquía de desplazamiento entre los fragmentos en los modelos de fractura APC en estos niveles de carga: la placa recientemente diseñada (Grupo C) exhibió el menor desplazamiento, seguido por el grupo de fijación híbrida (Grupo B), mientras que la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm (Grupo A) mostró el mayor desplazamiento. Se observaron diferencias estadísticamente significativas entre los tres grupos (p < 0,05).

Las cargas de falla para cada modelo de fractura también se resumen en la Tabla 2. El grupo C demostró las cargas de falla más altas, con valores significativamente más altos que los de los otros dos métodos de fijación (p <0,05). El grupo de fijación híbrida (Grupo B) fue capaz de soportar más cargas que el Grupo A. Las cargas de falla para el Grupo A fueron 628,50 ± 33,51 N, para el Grupo B fueron 759,84 ± 30,87 N y para el Grupo C fueron 911,52 ± 27,93 N. Estas Los hallazgos indican que la placa de nuevo diseño posee propiedades biomecánicas superiores en comparación con la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm y los implantes de fijación híbridos en términos de desplazamiento vertical y cargas de falla.

La Tabla 3 presenta los desplazamientos máximos de los modelos de elementos finitos para fracturas APC. Bajo cargas axiales de 750 N, los desplazamientos máximos para los Grupos A, B y C fueron 3,06 mm, 2,74 mm y 2,08 mm, respectivamente (Fig. 5D, E, F). Las tendencias de desplazamiento de 250 a 750 N fueron consistentes, y los desplazamientos de los fragmentos de APC en cada modelo de fijación aumentaron gradualmente a medida que aumentaban las cargas axiales.

Diagrama de distribución de tensiones y campo de desplazamientos de los tres modelos de elementos finitos. (A) Distribución de tensiones del modelo A en fractura APC. (B) Distribución de tensiones del modelo B en fractura APC. (C) Distribución de tensiones del modelo C en fractura APC. (D) Campo de desplazamiento del modelo A en fractura APC. (E) Campo de desplazamiento del modelo B en fractura APC. (F) Campo de desplazamiento del modelo C en fractura APC. APC significa fractura de meseta tibial deprimida dividida tipo II de Schatzker que afecta las columnas anterolateral y posterolateral.

Las distribuciones de tensión de von Mises para la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm (Grupo A) se concentraron principalmente en los dos tornillos de bloqueo del brazo horizontal en contacto con la línea de fractura coronal y la esquina de la placa en forma de L (Fig. 5A). Para los implantes de fijación híbridos (Grupo B), las distribuciones de tensión de von Mises se centraron en la esquina de la placa en forma de L y la sección media del tornillo canulado exterior (Fig. 5B). En la placa de nuevo diseño (Grupo C), la distribución de tensiones de von Mises se observó uniformemente en la sección media de los seis tornillos proximales y en la unión de las esquinas de los brazos horizontal y longitudinal (Fig. 5C). La tensión de von Mises aumentó en los tres implantes de fijación a medida que aumentaban las cargas axiales. Con una carga de 750 N aplicada a los modelos, los valores máximos de tensión de von Mises para los Grupos A, B y C fueron 208,32 MPa, 299,59 MPa y 143,26 MPa, respectivamente. La distribución de tensiones de von Mises siguió un patrón similar a medida que las cargas aumentaron de 250 a 500 N. Los valores de tensiones de von Mises bajo las cargas especificadas se muestran en la Tabla 4. Además, como se muestra en la Tabla 5, la tensión máxima de von Mises que actúa sobre la el hueso bajo la carga de 750 N fue de 47,12 MPa, 74,36 MPa y 40,01 MPa para los grupos A, B y C, respectivamente.

Varios cirujanos han aplicado con éxito la fijación con placa lateral para tratar las fracturas de PC mediante un abordaje extendido anterolateral o anterolateral de la cabeza supraperonea9,16. Los abordajes anterolaterales ofrecen las ventajas de una operación simple y un bajo riesgo de dañar estructuras anatómicas importantes en la esquina posterolateral. Con base en esto, nuestro equipo sugiere que el abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea podría ser una buena opción para las fracturas divididas de la meseta tibial deprimida tipo II de Schatzker que involucran las columnas anterolateral y posterolateral (fracturas APC). Actualmente, los expertos en el tratamiento de las fracturas APC se centran principalmente en diferentes enfoques y ha habido pocos informes sobre placas especialmente diseñadas para fracturas APC. Aunque la placa de bloqueo lateral tradicional de 3,5 mm puede proporcionar un buen soporte para fracturas únicas de AC o PC, puede no ser adecuada para fracturas de APC. Además, los tipos disponibles de dispositivos de fijación para fragmentos de columna anterolateral y posterolateral son relativamente limitados. No existe consenso sobre el método de fijación óptimo para las fracturas APC de la meseta tibial.

Para mejorar la difícil situación del tratamiento de las fracturas de APC, nuestro equipo ha diseñado una nueva placa mediante el abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea. La placa de nuevo diseño tiene forma de L invertida, con seis orificios en el brazo horizontal que forman un arco que abarca todas las columnas anterolateral y posterolateral de la meseta tibial. Esta placa fija eficazmente el fragmento posterolateral desde arriba de la cabeza del peroné. El concepto de diseño es similar a la "placa de aro de barril" utilizada en estudios previos para fracturas de PC7. Sin embargo, en comparación con nuestra placa de nuevo diseño, la placa de aro de barril carece de un cuerpo de placa que se extienda hasta el eje de la tibia, lo que dificulta su uso por sí sola en la práctica clínica. Además, la placa de aro cilíndrico normalmente se crea doblando previamente y recortando una placa delgada del radio distal, que puede no proporcionar suficiente soporte o fijación rígida. Además, el brazo horizontal de la placa del aro cilíndrico no es lo suficientemente largo. Cuando se afectan las columnas anterolateral y posterolateral de la meseta tibial, la placa de aro cilíndrico debe combinarse con otras fijaciones internas, lo que aumenta el trauma quirúrgico y prolonga el tiempo de la operación. Por el contrario, el largo brazo horizontal de nuestra placa de nuevo diseño puede fijar simultáneamente las columnas anterolateral y posterolateral. La placa está diseñada anatómicamente para adherirse idealmente a la meseta tibial lateral. Los dos orificios posteriores del brazo horizontal son orificios universales que brindan un soporte con ángulo estable y evitan que los tornillos penetren en la corteza.

Las pruebas biomecánicas han demostrado que la placa de nuevo diseño presenta una mayor resistencia para las fracturas APC en comparación con la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm y los implantes de fijación híbridos. Los resultados del FEA también indican que el grupo de placas recientemente diseñado experimenta el menor desplazamiento de los fragmentos de APC, lo que concuerda con los hallazgos biomecánicos. Además, al analizar la tensión máxima de von Mises y la distribución de la tensión utilizando modelos 3D, nuestro equipo ha determinado que la placa recientemente diseñada exhibe una tensión máxima de von Mises más baja y una distribución de la tensión más equilibrada en comparación con la placa de bloqueo lateral de 3,5 mm y los implantes de fijación híbridos. . Estos hallazgos sugieren que el implante recientemente diseñado conlleva poco riesgo de falla biomecánica y es un diseño razonable.

Hay varias limitaciones de esta investigación. Si bien los huesos de cadáveres se consideran el material de prueba óptimo, nuestro equipo utilizó tibias sintéticas en su lugar. Sin embargo, los huesos sintéticos ofrecen ciertas ventajas sobre los huesos cadavéricos, como dimensiones y propiedades estandarizadas para cada ejemplar. Además, este estudio no tuvo en cuenta los factores que afectan el estrés y la estabilidad de la rodilla, incluidos ligamentos, músculos y otros tejidos blandos. Las pruebas biomecánicas realizadas en esta investigación fueron relativamente simples. El trabajo clínico revela diversas morfologías de las fracturas APC, que nuestro modelo de fractura no puede simular completamente. Además, no se ha verificado la aplicabilidad de la placa de nuevo diseño a diferentes modelos de fractura APC. Será necesario un mayor diseño de modelos de fractura APC. Por último, la aplicación clínica de la placa de nuevo diseño para las fracturas APC de la meseta tibial requiere una mayor verificación.

La placa de nuevo diseño, insertada mediante el abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea, demuestra un excelente rendimiento biomecánico y resultados de FEA, lo que la convierte en una opción prometedora para el tratamiento de las fracturas de APC. Esta técnica quirúrgica tiene un bajo riesgo de lesión iatrogénica de estructuras anatómicas importantes de la región. En consecuencia, tiene un gran potencial para una aplicación clínica generalizada en el tratamiento de las fracturas APC de la meseta tibial.

Los conjuntos de datos analizados durante el presente estudio están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

Urruela, AM, Davidovitch, R., Karia, R., Khurana, S. y Egol, KA Resultados después del tratamiento quirúrgico de las fracturas de la meseta tibial. J. Rodilla. Cirugía. 26, 161-165 (2013).

Artículo PubMed Google Scholar

Carrera, I. et al. La fijación de una fractura dividida de la meseta tibial lateral con una placa de tornillo de bloqueo en lugar de tornillos canulados permitiría la carga temprana de peso: una exploración computacional. En t. Ortopédico. 40(10), 2163–2169 (2016).

Artículo PubMed Google Scholar

Burdin, G. Manejo artroscópico de las fracturas de la meseta tibial: técnica quirúrgica. Ortopédico. Traumatismo. Cirugía. Res. 99, S208-218 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Sun, H. y col. Abordajes combinados para la fijación de fracturas de meseta tibial tipo II de Schatzker que afectan la columna posterolateral: un estudio de cohorte observacional prospectivo. Arco. Ortopédico. Trauma. Cirugía. 135(2), 209 (2015).

Artículo PubMed Google Scholar

Berber, R., Lewis, CP, Copas, D., Forward, DP y Moran, CG Abordaje posteromedial para lesiones complejas de la meseta tibial con un fragmento de corte posteromedial o posterolateral. Lesión 45, 757–765 (2014).

Artículo PubMed Google Scholar

Zhang, P. y col. Un abordaje combinado para el tratamiento de las fracturas de la meseta tibial lateral y posterolateral. Lesión 47(10), 2326 (2016).

Artículo PubMed Google Scholar

Zhu, Y. et al. Una nueva estrategia para corregir la depresión posterolateral en las fracturas de la meseta tibial: introducción de un nuevo abordaje de Frosch modificado y una técnica de “placa de aro en barril”. Lesión 51(3), 723 (2020).

Artículo de Google Scholar

Gao, W. y col. Técnicas de placa de bloqueo lateral más tornillos de tracción anteroposteriores para el tratamiento de la fractura de la meseta tibial posterolateral: resultados clínicos preliminares y estudio biomecánico. Arco. Ortopédico. Trauma. Cirugía. https://doi.org/10.1007/s00402-022-04554-7 (2022).

Artículo PubMed Google Scholar

Hu, SJ y cols. El abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea para colocar placas en fracturas de la meseta tibial posterolateral: una nueva técnica quirúrgica. Lesión 47, 502–507 (2016).

Artículo PubMed Google Scholar

Taylor, WR, Heller, MO, Bergmann, G. & Duda, GN Carga tibiofemoral durante la marcha humana y subir escaleras. J. Orthop. Res. 22(3), 625–632 (2004).

Artículo PubMed Google Scholar

Zhao, D. y col. Correlación entre el torque de aducción de la rodilla y la fuerza de contacto medial para una variedad de patrones de marcha. J. Orthop. Res. 25(6), 789–797 (2007).

Artículo PubMed Google Scholar

Ali, AM, El-Shafie, M. & Willett, KM Fallo de fijación de fracturas de meseta tibial. J. Orthop. Trauma. 16(5), 323–329 (2002).

Artículo PubMed Google Scholar

Anwar, A. et al. Eficacia biomecánica de tornillos de tracción AP, PA y placas posteriores para la fijación de fracturas maleolares posteriores: un estudio tridimensional de elementos finitos. BMC. Musculoesqueleto. Desorden. 19(1), 73 (2018).

Artículo MathSciNet PubMed PubMed Central Google Scholar

Huang, S., Ji, T. & Guo, W. Comparación biomecánica de una prótesis de sacro impresa en 3D versus sistemas de varilla-tornillo para la reconstrucción después de una sacrectomía total: un análisis de elementos finitos. Clínico. Biomecánica. 70, 203–208 (2019).

Artículo de Google Scholar

Viceconti, M., Muccini, R., Bernakiewicz, M., Baleani, M. y Cristofolini, L. Los elementos de contacto deslizantes grandes predicen con precisión los niveles de micromovimiento del implante óseo relevantes para la osteointegración. J. Biomecánica. 33(12), 1611-1618 (2000).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Hu, S., Chen, S., Chang, S., Xiong, W. y Tuladhar, R. Tratamiento de la fractura aislada de la meseta tibial posterolateral con una placa de cinturón horizontal a través del abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea. Biomédica. Res. En t. 2020, 1–8 (2020).

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Este estudio fue apoyado por la Fundación de Innovación Médica Orientada a Aplicaciones Clínicas del Centro Nacional de Investigación Clínica de Ortopedia, Medicina Deportiva y Rehabilitación y la Fundación del Instituto de Investigación Técnica Industrial Jiangsu China-Israel (2021-NCRC-CXJJ-PY-11), y la Fundación Nacional Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Shaanxi (2022JQ-757). La fuente de financiación no desempeña ningún papel en el diseño, la realización, la recopilación de datos o el análisis estadístico del estudio.

Estos autores contribuyeron igualmente: Yao Lu, HuanAn Bai y Qian Wang.

Departamento de Ortopedia, Hospital Hong Hui, Universidad Xi'an Jiaotong, Xi'an, 710054, Shaanxi, China

Yao Lu, HuanAn Bai, Qian Wang, Cheng Ren, Ming Li, Zhong Li, Kun Zhang, Qiang Huang y Teng Ma

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QH y TM diseñaron el estudio. YL, HB, QH, CR, QW, ML, ZL y KZ buscaron datos clínicos relevantes, los analizaron e interpretaron. QH escribió el manuscrito. YL y TM contribuyeron más en la revisión de este manuscrito. Todos los autores aprobaron la versión final del manuscrito.

Correspondencia a Qiang Huang o Teng Ma.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Lu, Y., Bai, H., Wang, Q. et al. El estudio de la biomecánica y el análisis de elementos finitos en una nueva placa para fracturas de meseta tibial mediante un abordaje anterolateral de la cabeza supraperonea. Informe científico 13, 13516 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-40842-x

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Recibido: 22 de octubre de 2022

Aceptado: 17 de agosto de 2023

Publicado: 19 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-40842-x

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