机器人辅助与常规内侧单髁膝关节置换术后胫骨假体周围骨折行为的体外实验及有限元对比研究

《Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research》:Periprosthetic tibial fracture in robotic-assisted versus conventional medial UKA: in vitro testing and finite element analysis of baseplate footprint

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月12日 来源:Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research 2.7

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   摘要背景单髁膝关节置换术(UKA)后假体周围胫骨骨折虽然罕见,但具有重要的临床意义。尽管机器人辅助UKA可能提高骨面准备和假体定位的精确度,但这些技术差异是否影响抗骨折能力或骨折形态尚不清楚。本体外研究考察了机器人辅助内侧UKA与常规UKA相比是否改变轴向极限载荷,两种技术的

  

摘要

背景

单髁膝关节置换术(UKA)后假体周围胫骨骨折虽然罕见,但具有重要的临床意义。尽管机器人辅助UKA可能提高骨面准备和假体定位的精确度,但这些技术差异是否影响抗骨折能力或骨折形态尚不清楚。本体外研究考察了机器人辅助内侧UKA与常规UKA相比是否改变轴向极限载荷,两种技术的骨折形态是否不同,以及在补充的有限元(FE)模拟中植入物底面足迹是否影响骨折行为。

假设

与常规UKA相比,机器人辅助内侧UKA会改变胫骨骨折行为,表现为抗骨折能力和骨折形态的差异。

方法

对14例新鲜冷冻尸体标本行内侧UKA,分别采用常规器械(n = 7)或机器人辅助工作流程(n = 7)。植入后,将胫骨分离并以0.5 mm/s的速度进行单调轴向压缩直至出现宏观假体周围骨折。评估极限载荷、按体重归一化的失效载荷及骨折形态。补充的有限元模型纳入植入物底板尺寸8和10,用于比较载荷-位移行为及裂纹扩展。

结果

常规UKA与机器人辅助UKA之间的轴向极限载荷无显著差异(3712.4 ± 1746.2 N vs. 3988.3 ± 1534.5 N,p = 0.90)。按体重归一化的失效载荷在两组间亦无显著差异(524.42 ± 262.60% vs. 647.24 ± 212.54%,p = 0.71)。尽管抗骨折能力相似,但观察到不同的主要骨折模式。机器人辅助标本主要表现为干骺端塌陷型骨折,而常规标本的骨折更常向骺-骨干区域扩展。在有限元模拟中,尺寸8底板模型的最高载荷为3755.36 N,尺寸10底板模型为4005.36 N,均在实验观察到的变异范围内,不同植入物底板尺寸之间裂纹扩展存在差异。

讨论

与常规UKA相比,机器人辅助内侧UKA未显著改变轴向抗骨折能力,尽管两种技术之间观察到不同的主要骨折形态。补充的有限元分析表明,植入物底面足迹影响模拟的载荷-位移行为和裂纹扩展,提示植入物足迹可能对内侧UKA后骨折行为的差异产生机械性贡献。

证据级别

V级;生物力学尸体与计算机模拟研究。
Yeseop Park | Michael Redondo | Nirav Mungalpara | Crystal Lin | Hristo Piponov | Lalit Puri | Farid Amirouche
美国伊利诺伊大学芝加哥分校骨科系,芝加哥,伊利诺伊州
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