《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》：Comparative finite element analysis of a novel distal tibiofibular locking plate versus conventional fixation methods for Tillaux-Chaput fractures
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目的：Tillaux-Chaput骨折是涉及下胫腓前韧带胫骨止点的撕脱骨折。固定不足可能导致下胫腓联合不稳定和创伤后踝关节炎。常规固定方法，如空心螺钉和缝合锚钉固定，在处理小或粉碎性骨块时存在固有局限性。本研究旨在利用有限元分析比较空心螺钉固定、缝合锚钉固定和
目的：Tillaux-Chaput骨折是涉及下胫腓前韧带胫骨止点的撕脱骨折。固定不足可能导致下胫腓联合不稳定和创伤后踝关节炎。常规固定方法，如空心螺钉和缝合锚钉固定，在处理小或粉碎性骨块时存在固有局限性。本研究旨在利用有限元分析比较空心螺钉固定、缝合锚钉固定和一种新开发的胫腓骨远端锁定钢板系统治疗Tillaux-Chaput骨折的生物力学性能。方法：研究人员利用一名健康成年男性踝关节的计算机断层扫描(computed tomography, CT)数据重建了一个由胫骨、腓骨和距骨组成的三维有限元模型。在胫骨前外侧模拟了Tillaux-Chaput骨折。建立了四种固定模型：空心螺钉固定、缝合锚钉固定，以及新型锁定钢板系统的两种配置。模拟了五种生理载荷条件，包括跖屈、背伸、内旋、外旋和单腿站立。评估了骨折块和固定装置的最大von Mises应力和总位移。结果：在所有载荷条件下，新型锁定钢板配置表现出比空心螺钉和缝合锚钉固定更低的骨折块峰值应力和位移。Plate-2固定表现出最佳总体性能，非站立条件下骨折块应力范围为2.28至4.70 MPa，单腿站立时为4.63 MPa。在内旋和外旋条件下，空心螺钉模型显示最高的骨块应力，分别达到30.72和29.42 MPa。单腿站立时，缝合锚钉固定的骨块应力最高，为43.19 MPa。锁定钢板模型还表现出更均匀的应力分布和更好的骨块位移控制，特别是在扭转载荷下。结论：在这个Tillaux-Chaput骨折有限元模型中，新型胫腓骨远端锁定钢板系统比空心螺钉和缝合锚钉固定提供了更好的生物力学稳定性。通过结合钢板支撑、锁定螺钉和缝合辅助加强，该系统可能为小和粉碎性Tillaux-Chaput骨折块提供一种有前景的固定策略。
论文《Comparative finite element analysis of a novel distal tibiofibular locking plate versus conventional fixation methods for Tillaux-Chaput fractures》发表于《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》，研究人员基于有限元分析(finite element analysis, FEA)系统比较了三种内固定方式治疗Tillaux-Chaput骨折的生物力学差异。
Tillaux-Chaput骨折是下胫腓前韧带胫骨止点的撕脱骨折，属于踝关节损伤的一种。临床上，下胫腓联合部骨折约占踝关节损伤的1%~11%。此类骨折若固定不充分，可能导致下胫腓联合不稳定、慢性踝关节不稳及创伤性关节炎。因此，解剖复位和稳定固定是恢复前下胫腓韧带张力、维持胫腓联合稳定的关键。目前常用空心螺钉和缝合锚钉固定。然而，空心螺钉在处理小或粉碎性骨块时存在固定强度不足、医源性骨块碎裂、钻孔操作困难等问题；缝合锚钉的总体固定强度弱于螺钉，缝线对骨块的切割效应可能造成固定失效和韧带松弛。张力带固定技术复杂，对骨块条件要求高。因此，临床上亟需一种能牢固固定小骨块并有效恢复胫腓联合稳定的内固定方法。有研究提出三角支撑理论可在骨科内固定中提供良好的力学稳定性，据此研究人员设计了一种新型胫腓骨远端锁定钢板系统，整合了螺钉固定和缝合闭合功能，旨在为不同大小和粉碎程度的Tillaux-Chaput骨折提供一站式解决方案。该钢板为解剖贴附的低切迹设计，配备万向锁定螺钉孔和预留侧方缝合通道，可实现锁定螺钉与钛质缝线对撕脱骨块的环绕式复合固定，避免依赖单一固定点。与空心螺钉和缝合锚钉相比，钢板通过框架结构将生物力学载荷分散至胫骨皮质，降低骨块内部峰值应力，并通过缝合加强设计增强抗剪切和抗扭转能力。
研究招募了一名28岁健康男性志愿者（体质指数22.1 kg/m
2），获取其踝关节薄层CT数据，利用Mimics、Geomagic和SolidWorks软件重建包含胫骨、腓骨、距骨的有限元模型，并依文献特征模拟Tillaux-Chaput骨折。建立了空心螺钉固定、缝合锚钉固定及两种锁定钢板配置（Plate-1近端缝合固定和Plate-2远端缝合固定）共四种固定模型。在Ansys Workbench中划分网格，韧带以线性弹簧单元模拟，设置摩擦接触，并在模型验证后施加五种生理载荷：跖屈、背伸、内旋、外旋和单腿站立。评估骨折块及内固定物的最大von Mises应力和总位移。
3.1 骨折块的von Mises应力：在五种载荷条件下，两种锁定钢板配置的骨折块峰值应力均低于空心螺钉和缝合锚钉。以内旋载荷为例，空心螺钉组骨折块应力高达30.723 MPa，缝合锚钉组为13.697 MPa，而Plate-1和Plate-2分别为5.151和4.605 MPa。单腿站立时，缝合锚钉组应力最高达43.189 MPa，空心螺钉组为20.838 MPa，Plate-1和Plate-2仅为6.983和4.628 MPa。这些结果说明锁定钢板可明显降低骨块内的应力集中，尤其适用于扭转和轴向负重工况。
3.2 骨折块的位移：在非负重载荷下各模型位移均较小，但仍存在差异。背伸时空心螺钉位移最大，为0.0540 mm，Plate-2最低为0.0308 mm。单腿站立时所有模型位移明显增大，空心螺钉位移最大为0.7448 mm，缝合锚钉为0.6558 mm，Plate-1和Plate-2分别为0.6259和0.6308 mm，说明钢板结构对负重状态下的骨块稳定更有利。
3.3 内固定物的von Mises应力：旋转载荷下空心螺钉组内固定应力最高，内旋时达46.843 MPa。单腿站立时，Plate-1组内固定应力最高为48.171 MPa，而Plate-2为34.678 MPa，提示额外缝合通道分担了载荷。但低内固定应力并不一定代表固定更好，需结合骨块应力及位移综合判断。例如空心螺钉在站立时内固定应力仅19.652 MPa，却伴随最大的骨块位移。
3.4 内固定物的位移：变化趋势与骨折块位移类似。背伸时空心螺钉位移最大为0.0520 mm，Plate-2最低为0.0310 mm。单腿站立时，空心螺钉位移最大为0.7021 mm，缝合锚钉最低为0.6526 mm，钢板组介于其间，但应力分布更连续。
讨论部分指出，锁定钢板通过多点固定和载荷再分布，将部分力学需求从骨块转移至周围胫骨皮质，从而避免小骨块的应力集中。额外缝合路径的加入进一步改善了载荷分布，使Plate-2在多数工况下表现最优。然而，该结果基于单一受试者的简化有限元模型，存在材料属性简化、韧带采用弹簧单元、仅静态载荷等局限性，数值不能直接推广至所有患者，仍需尸体实验验证。结论翻译如下：在这项有限元研究中，新型胫腓骨远端锁定钢板系统在治疗Tillaux-Chaput骨折时表现出优于空心螺钉和缝合锚钉固定的生物力学性能。由钢板支撑、锁定螺钉和缝合加强组成的复合固定结构有效降低了骨块应力、限制了骨块位移，并提高了抗旋转剪切能力。值得注意的是，Plate-2在所有载荷条件下骨块应力最低，但其内固定应力和骨块位移并非在每一个力学条件下都是最低的。这些发现表明，所提出的锁定钢板系统可能成为小或粉碎性Tillaux-Chaput骨折块的有前景的固定选择，在大多数生理载荷下具有更优的综合力学性能。
