介紹 鉸鏈在高脛骨截骨術(shù)（HTO）的固定和愈合中起主要作用。鉸鏈的弱化是故障的危險(xiǎn)因素。我們研究的目的是確定鋸片切削刃的幾何形狀是否會(huì)影響鉸鏈上的裂紋萌生或擴(kuò)展。

假設(shè)

存在一定的切削刃幾何形狀，可以降低這種風(fēng)險(xiǎn)。

材料和方法

建立了具有橫觀(guān)各向同性彈性骨特性的有限元模型。進(jìn)行了1.27毫米厚的鋸切（前后方向全厚度），留下了1 厘米的橫向皮質(zhì)鉸鏈。比較了三種不同的切削刃幾何形狀：矩形，U形，V形。在 固定近端部分的情況下，向遠(yuǎn)側(cè)施加的載荷將截骨術(shù)打開(kāi)1秒鐘，持續(xù)1 s。在第一個(gè)模擬中，鉸鏈處沒(méi)有開(kāi)裂，而在第二個(gè)模擬中， 加入15°向上傾斜的mm的裂紋。這兩個(gè)模擬用于確定鉸鏈處是否存在局部應(yīng)力上升。該信息用于計(jì)算鉸鏈的能量釋放速率，該能量釋放速率對(duì)應(yīng)于在鉸鏈上引發(fā)和擴(kuò)展裂紋所需的能量。

結(jié)果

在第一個(gè)模擬中（無(wú)裂紋萌生），矩形鋸片幾何形狀導(dǎo)致最低的局部應(yīng)力集中。在第二個(gè)模擬中（帶有裂紋萌生），U形幾何形狀導(dǎo)致最低的局部應(yīng)力集中。U形幾何結(jié)構(gòu)的能量釋放率最低，這意味著它在側(cè)面皮質(zhì)鉸鏈上引發(fā)和傳播裂紋的可能性最小。

討論/結(jié)論 考慮到與計(jì)算機(jī)建模有關(guān)的固有局限性，我們的發(fā)現(xiàn)表明，由于U形切削刃的能量釋放率最低，因此它最不可能引發(fā)或擴(kuò)展裂紋。這證實(shí)了我們的假設(shè)。