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瑞金倪明-“骨折先建模、再手术”新理念推动植入优化精选

已有 902 次阅读 2026-4-2 14:18 |系统分类:科研笔记

解读者：王帆-上海交通大学医学院附属瑞金医院；宋平平-科爱。

新文来源：倪明, 上海交通大学医学院附属瑞金医院, Biomedical Technology, 2026 (13), 100133

新文简介

技术点

本文系统梳理了跟骨骨折有限元建模技术的发展脉络：从早期对应力分布和位移的描述性分析，逐步演进到不同内固定构型的生物力学比较，再进一步走向拓扑优化、低轮廓植入设计和个体化数字预演。其核心价值在于构建了覆盖几何重建、骨折模拟、植入置入、载荷设定与力学输出的完整技术链，为跟骨固定从经验设计转向计算优化提供支撑。

链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949723X26000012

内容

背景：跟骨骨折是骨科中致残性和经济负担都较高的损伤。ORIF虽能实现较好复位，但切口大、软组织并发症多；MIF创伤较小，却常面临复位质量不足和长期稳定性欠佳的问题。随着低创植入设计需求增加，临床与工程端都需要一种可在术前和研发阶段快速比较固定方案、预测失效风险并指导优化的数字化工具；而既往综述多聚焦足踝有限元的一般方法，缺乏针对跟骨骨折固定建模演进路径的系统总结。

技术：本文按照JBI与PRISMA-ScR规范，系统检索PubMed、Web of Science、Scopus和IEEE Xplore，最终纳入23项研究，并用MQSSFE工具评估方法学质量。综述重点拆解有限元建模流程，包括CT几何重建与网格生成、材料参数赋值、Sanders分型骨折模拟、钢板/螺钉/髓内钉置入、站立或步态载荷边界设置，以及应力、位移、构建刚度和骨折间隙微动等关键输出指标，从而呈现该技术如何由力学评估走向设计优化。

研究：综述显示，现有研究多基于单受试者CT模型，主要模拟Sanders II–III型关节内骨折，比较对象涵盖锁定钢板、混合板螺钉构型、经皮螺钉固定和髓内钉系统。总体上，ORIF通常表现出更高刚度和骨折控制能力，但应力也更高；经补充螺钉强化的MIF可获得接近ORIF的生物力学稳定性。更重要的是，拓扑优化已开始用于植入物升级，例如优化后的ORIF钢板可在保持固定强度的同时减少12.3%体积，体现出有限元技术正从比较评估迈向主动优化。