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为解决拇外翻矫正术后并发症问题，研究人员开展新型 h 形钢板与商用钢板稳定性对比研究，发现 h 形钢板在多个方向抗位移能力更强，有助于维持术后骨对线。
拇外翻是一种常见的足部畸形，表现为大脚趾向外倾斜，第一跖趾关节内侧长出明显的骨性突起，不仅影响美观，还会在行走时引发疼痛，严重降低患者的生活质量。对于骨科医生而言，矫正拇外翻，尤其是严重的骨畸形，是一项颇具挑战的任务。传统的软组织切除术和近期的截骨重建手术虽各有应用，但都存在一些问题。例如，用于截骨的骨板和钉合器常出现硬件故障（断裂、松动、脱位）、骨错位、骨不连以及畸形复发等并发症；而经皮无内固定方法虽有积极效果，但因研究有限，其疗效尚未完全明确。此外，翻修手术也并非十全十美，部分患者在术后仍会出现不满或新的并发症。因此，研发更有效的拇外翻矫正固定装置迫在眉睫。
为了解决这些难题，来自台湾的研究人员开展了一项针对拇外翻矫正的重要研究。他们聚焦于新型 h 形钢板（h-shaped plate），通过与多种市售内固定板（endosteal plating systems）进行对比，探究其在模拟拇外翻矫正模型中的力学性能和稳定性，旨在为拇外翻治疗提供更可靠的固定方案。该研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》杂志上。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，选取一位 30 岁、体重 60kg、身高 1.67m 且无足踝创伤、畸形及下肢其他疾病的女性患者，对其右足第一跖骨进行 CT 扫描，扫描间隔为 2mm。接着，利用 Mimics 16.0 软件对二维图像进行分割，再借助 Geomagic Studio 2013 软件创建并平滑三维骨组织模型，随后将模型导入 SolidWorks 2020 软件模拟拇外翻手术，构建出四种内固定板的模型。之后，把这些模型导入 Workbench 2021 软件进行网格划分和接触设置，并运用有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）来评估模型的力学性能和稳定性。同时，通过对使用 A-Plus Spear plating system 固定的第一跖骨锯骨模型进行力学测试，验证有限元模型的准确性。
研究结果如下：
- 模型验证结果：通过对比力学测试和有限元模型中跖骨头的轴向位移，发现两者误差小于 10%，这充分证实了有限元模型的有效性和准确性。
- 不同加载方向下模型的应力表现：
- 屈伸力矩（背侧至足底加载）：在背侧至足底加载时，A-Plus 模型的跖骨头位移最大，达到 0.746mm，VTEK 7mm 偏移模型次之，为 0.358mm；VTEK 0mm 偏移模型的最大螺钉应力最高，达 725.49MPa；A-Plus 模型在骨 / 螺钉界面的最大分数应力最高，远端螺钉（螺钉 1）为 70.61MPa，近端螺钉（螺钉 2）为 36.841MPa。而新型 h 形钢板模型的跖骨头位移最小，仅 0.278mm，螺钉的最大 von Mises 应力也最低，为 294.97MPa。此外，A-Plus 模型在截骨头部的位移最大，h 形钢板模型最小；A-Plus 模型在骨截骨界面的最大压应力最大，为 21.2MPa，其他模型均小于 4MPa。
- 外展 / 内收力矩（内侧至外侧加载）：在内侧至外侧加载时，A-Plus 模型的跖骨头位移、板上的 von Mises 应力、螺钉上的 von Mises 应力以及远端螺钉（螺钉 1）的分数应力均为最大。VTEK 0mm 偏移模型的近端螺钉（螺钉 2）的最大分数应力最大。h 形钢板模型的位移最小，为 0.152mm，板和螺钉应力分别为 254.27MPa 和 195.40MPa。同样，A-Plus 模型在截骨头部的位移最大，h 形钢板模型最小；VTEK 0mm 偏移模型在骨截骨界面的压应力最高，为 13.45MPa，h 形钢板模型最低，为 4.92MPa。
研究结论与讨论：
该研究表明，在稳定远端人字形截骨（distal chevron osteotomy）方面，新型 h 形钢板相较于其他市售内固定技术，在背侧至足底和内侧至外侧方向上具有更强的抗位移能力，且螺钉拔出风险更低，这对于维持术后骨对线极为有利。h 形钢板独特的双侧支撑结构，使其在加载时能有效避免骨块位移，同时降低了骨 / 螺钉界面的最大分数应力。此外，h 形钢板近端的双侧支撑还减少了植入物上的应力集中，降低了植入物失效的风险。
不过，h 形钢板目前仍处于原型阶段，存在一些潜在问题，如可能影响骨板下方骨的血液供应，引发皮肤刺激等。为此，研究人员计划对其进行优化设计，例如采用低接触表面、低轮廓结构以及减少固定螺孔数量等，以降低这些临床风险。此外，本研究也存在一定局限性，如模型材料简化、仅模拟第一跖骨而非整个足部、加载条件可能无法完全反映真实活动等。未来研究可针对这些方面进行改进，进一步完善拇外翻矫正的固定技术。
总的来说，这项研究为拇外翻矫正提供了新的思路和方向，新型 h 形钢板展现出的优异力学性能和稳定性，有望为临床拇外翻治疗带来更可靠的选择，改善患者的治疗效果和生活质量。
