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Aug 06, 2023

전외측 상부를 통한 경골 고평부 골절에 대한 새로운 플레이트의 생체 역학 및 유한 요소 분석 연구

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13516(2023) 이 기사 인용 274 액세스 측정항목 세부정보 골절과 관련된 Schatzker 유형 II 분할 함몰 경골 고원 골절에 대한 정보

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13516(2023) 이 기사 인용

274 액세스

측정항목 세부정보

전외측 및 후외측 기둥(APC)의 골절과 관련된 Schatzker 유형 II 분할 함몰 경골 고원 골절의 경우 최적의 고정 방식에 대해 논란이 있습니다. 본 연구의 목적은 (1) 생체역학적 테스트와 유한 요소 분석(FEA)을 통해 APC 골절 치료를 위해 새롭게 설계된 플레이트를 도입하고 (2) 이를 두 가지 기존 고정 방법과 비교하는 것이었습니다. APC 골절 모델이 생성되어 세 그룹(그룹 AC)에 무작위로 할당되었습니다. 그룹 A는 3.5mm 측면 잠금 플레이트로 고정되었고, 그룹 B는 3.5mm 측면 잠금 플레이트와 2개의 3.5mm 유관 나사(하이브리드 고정)로 고정되었습니다. 그룹 C는 새로 디자인된 플레이트로 고정되었습니다. 이는 전외측 비골두 접근 방식을 통해 외측 경골 고평부를 고정하기 위한 아치형 잠금 플레이트입니다. 각 파괴 모델은 맞춤형 압입기를 사용하여 250~750N 범위에서 점진적으로 증가하는 축 압축 하중을 경험했습니다. 생체역학적 분석 결과, 새로 설계된 플레이트는 세 가지 방법 중 최소 변위를 보였으며 그 다음으로 하이브리드 고정 방법이 나타났습니다. 반대로, 3.5mm 측면 잠금 플레이트는 APC 골절에서 최대 변위를 나타냈습니다(p < 0.05). FEA 결과는 750N에서 그룹 AC의 최대 변위가 각각 3.06mm, 2.74mm 및 2.08mm로 측정되었음을 나타냅니다. 더욱이 750N에서 AC 그룹의 임플란트에 대해 기록된 최대 응력은 208.32MPa, 299.59MPa 및 143.26MPa인 반면 뼈의 경우 47.12MPa, 74.36MPa 및 40.01MPa였습니다. 250N과 500N의 전반적인 경향은 750N에서 관찰된 것과 일치했습니다. 결론적으로, 우수한 생체역학적 성능과 FEA 결과로 인해 새로 설계된 플레이트는 경골 고평부의 APC 골절을 관리하기 위한 유망한 선택을 나타냅니다.

경골고원부 골절은 무릎 외상에서 가장 흔한 골절 중 하나로 전체 골절의 1%를 차지합니다1. 이러한 부상을 치료하기 위해서는 해부학적 정복과 강성 고정이 첫 번째 선택입니다. 그러나 잘못된 정복과 고정은 외상성 관절염과 운동 장애를 유발할 수 있습니다. 무릎 관절의 특별한 기하학적 구조와 생체 역학으로 인해 경골 고평부 골절의 약 60%가 측면 기둥에서 발생합니다2,3. 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔에서 명백한 골절의 형태학적 특성을 분석하면 Schatzker 유형 II 골절을 세 가지 하위 유형으로 분류할 수 있습니다: 전외측 단일 기둥(AC) 골절; 후외측 단일 기둥(PC) 골절; 그리고 전측면 및 후측면 기둥(APC) 골절4. Sunet al. 단일 PC 골절 비율은 약 15.0%(28/187)였으며, APC 관련 골절 발생률은 최대 23.4%(123/525)였습니다4. 이러한 결과는 Schatzker 제2형 경골 고평부 골절을 관리할 때 APC 골절의 가능성을 무시해서는 안 된다는 것을 나타냅니다.

몇몇 학자들은 전외측 및 후외측 기둥 조각을 포함하는 분쇄된 경골 고평부 골절에서 후외측 조각도 적절하게 고정해야 한다고 제안했습니다4,5. 현재 APC 골절을 치료하기 위한 접근법과 임플란트에 대한 합의가 이루어지지 않았습니다. 몇몇 전문가들은 환자를 부동 자세로 두고 전외측 및 후내측 역 L자형 접근 방식을 사용하는 이중 플레이트 고정을 제안했습니다4. 이 접근법으로 치료받은 41명의 환자 중 3명의 환자는 절개 열개 또는 괴사를 경험했고, 2명의 환자는 의인성 신경 손상을 겪었습니다. 이중 플레이트는 견고한 고정을 제공하지만, 특히 잘 발달된 종아리 근육이 있거나 비만인 환자의 경우 후내측 절개를 통해 후외측 골절 조각을 직접 노출시키는 것이 어려웠습니다. 후외측 조각이 노출될 수 있는 경우에도 수술로 인해 슬와 혈관과 경골 신경이 분리되는 경우가 많아 혈관 및 신경 견인 손상의 위험이 증가했습니다. Zhang 등6은 APC 골절에 대해 기존의 전외측 접근법과 역 L자형 후외측 접근법으로 구성된 또 다른 결합 접근법을 도입했습니다. 그러나 이 접근법으로 치료받은 환자 17명 중 2명은 수술 후 무균 지방 액화를 경험했습니다. 이 접근법은 후외측 단편의 직접적인 노출을 허용했지만 필연적으로 무릎 관절의 후외측 모서리에 일부 의원성 손상을 일으켰습니다. 또한, 두 절개 부위 사이의 피부 다리에는 허혈성 괴사가 발생하는 경향이 있었습니다. Zhu et al. 수정된 Frosch 접근 방식7을 통해 APC 골절을 수정하기 위해 기존 측면 잠금 플레이트와 결합된 배럴 후프 플레이트를 사용했습니다. 그러나 이 방법에서는 배럴 후프 플레이트를 얻기 위해 기존의 2.7 반경 T 플레이트를 절단하고 윤곽을 그려야 했습니다. 다른 학자들은 APC 골절을 관리하기 위해 전후방 지체 나사 기술 외에도 측면 잠금 플레이트를 사용했지만8 이 고정 방법의 효과를 검증하려면 추가 연구가 필요합니다.