新型粘接骨合成技术AdhFix在掌骨骨折修复中的生物力学特性及临床应用潜力

这篇研究通过人尸体模型首次评估了新型粘接骨合成材料AdhFix在掌骨粉碎性骨折中的生物力学表现。研究采用立体成像和有限元建模（FE）技术，量化了术后康复训练中掌骨承受的内部弯曲力矩（6.14±2.03 Nmm指屈/3.37±1.64 Nmm腕屈），证实AdhFix在模拟早期康复训练中保持机械完整性，为减少传统金属板（PEEK）导致的肌腱粘连并发症提供了新选择。

　　

ABSTRACT
金属板（PEEK）作为掌骨骨折传统固定方式易导致肌腱粘连等并发症。新型光固化树脂复合材料AdhFix通过三烯丙基三硫醇三嗪三酮（TATO）单体在可见光（HEV）照射下形成交联网络，其生物力学性能在掌骨区域尚未验证。研究采用5具平均年龄42.6岁的人尸体手标本，在第二至四掌骨制造3 mm截骨间隙，先后使用PEEK板和AdhFix固定，通过模拟指尖触掌和腕屈曲（100 N）康复动作，结合立体成像和有限元分析量化内负荷。

1 Introduction
掌骨骨折占手部骨折33%，粉碎性或移位性骨折需手术干预。传统金属板存在软组织刺激、适配性局限等问题。AdhFix含高浓度羟基磷灰石与TATO单体，通过螺钉锚定后光固化成型，其弯曲强度达69±3 MPa，弹性模量6.6±0.2 GPa。前期研究显示其在羊指骨模型中失效弯矩达1220±300 Nmm，但掌骨区域性能数据缺失。

2 Methods
2.1 Overview
建立基于立体运动捕捉和有限元建模的量化方法。通过3D打印导板精准定位截骨和螺钉孔（间距5 mm），采用1.5 mm皮质螺钉固定24.25×4.25 mm PEEK板，后更换为AdhFix对比测试。

2.2 Specimen Information
5例男性尸体上肢（34-50岁）经HR-pQCT扫描（82 μm分辨率）确认无骨异常。骨密度数据用于构建个性化有限元模型。

2.3 Surgical Procedure
背侧入路暴露掌骨，3D打印导板引导下完成3 mm截骨。屈肌腱（FDP）和腕屈肌腱（FCR/FCU）用1.5 mm钢缆连接测试机，通过滑轮系统模拟生理负荷。

2.4 Biomechanical Evaluation
测试机（3 kN载荷传感器）以1 mm/s速率加载，Aramis SRX系统追踪骨块位移。有限元模型采用二次四面体单元（最小边长0.25 mm），重点分析矢状面垂直的z轴弯矩。

2.5 AdhFix Application
螺钉预埋后分三层涂覆复合材料，每50 mm²区域用2000 mW/cm² HEV光照射2×5 s。固化后重复生物力学测试。

3 Results
3.1 Internal Loads
指尖触掌测试中最大弯矩呈指数增长（第二掌骨8.57±1.06 Nmm显著高于第三/四掌骨4.71±1.02/4.88±0.51 Nmm，p<0.001）。腕屈曲测试弯矩分布更均匀（第二掌骨4.77±1.34 Nmm）。有限元分析显示所有样本位移-力矩曲线具有可重复性。

3.2 AdhFix
所有AdhFix样本在两种测试中均未出现断裂或界面失效，复合材料与骨面结合稳固。

4 Discussion
掌骨负荷特性与指骨存在差异：第二掌骨因解剖位置承受更高弯矩，而第三/四掌骨通过周围骨骼获得稳定性。AdhFix耐受弯矩达康复训练实测值的100倍以上，但其疲劳特性需进一步验证。研究局限性包括样本量小（n=5）、性别单一（男性）及缺乏循环载荷测试。未来应开发可吸收材料以规避二次取出手术。

该研究首次量化了掌骨康复训练中的生物力学环境，证实AdhFix在早期康复阶段的机械稳定性，为优化手部骨折治疗方案提供了新思路。