Pilon骨折损伤机制与治疗策略的新认识以及新内固定物的研发

Pilon骨折为最复杂的关节内骨折之一，发生率约占胫骨远端骨折的7%，20-25%合并开放损伤，常伴关节面及干骺端的粉碎和压缩塌陷，是临床治疗较具挑战性的骨折。因表现复杂多样，关于其骨折形态、发生机制和固定方式等方面并无统一的认识。我们结合临床经验和文献报道，首先发现Pilon骨折的主要骨折块集中于胫腓骨远端复合体的前、后、内、外侧，并尝试在此指导下行内固定治疗，获得良好的早期效果。本研究拟采用数字人数据库信息，深入研究胫腓骨远端的三维立体显微解剖结构，观察是否在解剖结构上存在胫腓骨远端复合体的前、后、内、外侧主要应力承载结构；采用三维有限元分析深入模拟研究胫腓骨远端应力分布、动态撞击骨折过程及其与解剖特征之间的关系；根据上述研究总结Pilon骨折内固定新策略，设计针对前、后、内、外侧主要骨折区的内固定钢板，并探讨新固定方式的固定效果，以提高Pilon骨折临床治疗效果，降低治疗费用。

Pilon骨折的治疗虽然已有100多年的历史，但对于骨折机制、分型和治疗策略至今仍无统一的认识；本研究从新的角度，受临床观察到的Pilon骨折块分布特征启发，结合局部立体解剖研究和有限元分析等方法，深入认识并提出Pilon骨折四柱分型机制，并在此指导下提出新的内固定策略、设计新的内固定物用于临床治疗，目前国内、外尚未见同样的报道。. 首次探讨Pilon骨折后骨折块的分布解剖特征，首次将胫腓骨远端作为整体考虑来认识Pilon骨折，确认骨折分布的内、外、前、后四个主要区域的解剖界限；并首次研究胫腓骨远端复合体的三维立体显微解剖结构、主要骨小梁排列方向，确认是否存在与Pilon骨折内、外、前、后四个主要骨折分布区域相对应的内、外、前、后四个主要应力承载解剖结构，探讨二者之间的联系规律。. 首次建立高分辨率、包括胫腓骨、距骨和下胫腓联合的踝关节三维有限元分析模型，并首次结合采用静态和应用于汽车碰撞模拟研究的动态有限元分析软件分别计算分析静态和碰撞状态下应力分布特点，明确主要骨小梁排布方向是否与应力传导走行方向一致；首次动态模拟Pilon骨折过程，明确Pilon骨折的损伤机制与局部立体解剖结构和内、外、前、后四个主要骨折分布区域之间的关联。. 基于上述研究对Pilon骨折损伤机制和立体解剖结构的深入认识，首次提出针对Pilon骨折内、外、前、后四个主要骨折分布区域的内固定治疗策略；根据CT扫描数据，分析得到胫腓骨的点云数据，进行胫腓骨三维几何模型重建，设计具有自主知识产权的针对后柱的内固定钢板，以提高临床疗效、节省治疗成本。