【生物力学】胫骨皮质横向转运的有限元分析安全性研究
研究背景
胫骨皮质横向转运（Tibial Cortex Transverse Transport,TTT）是一种基于Ilizarov张力-应力理论的手术技术，通过截骨和外部固定装置牵引促进微循环重建，用于治疗糖尿病足溃疡等下肢缺血性疾病。然而，糖尿病患者骨质较差，手术安全性需系统评估。本研究通过有限元分析（FEA）模拟TTT的力学效应，评估胫骨及截骨块的应力分布与稳定性。
研究方法
研究团队基于患者CT数据，利用Mimics、Geomagic和SolidWorks构建包含胫骨、截骨块、皮肤及TTT装置的3D模型，并通过Ansys进行力学分析。模型设定皮质骨和松质骨的材料参数，模拟术后1、5、10天的静态载荷（重力、轴向压缩、扭转力），观察米塞斯应力和变形分布。
主要发现
应力分布：应力集中于截骨块提升螺纹针孔周围，术后10天达峰值（795.61 MPa）。糖尿病组与对照组应力分布相似，但最大变形较小（7.9–9.8 mm vs. 8.5–9.8 mm）。
稳定性：TTT装置显著降低截骨后应力集中，保护胫骨力学稳定性。极端载荷下（轴向1,822 N或扭转183 N），对照组仅轻微断裂，而糖尿病组骨折风险更高（轴向1,375 N，扭转97 N）。
临床意义：结果支持中国骨科医师协会推荐的截骨尺寸（5 cm×1.5 cm）和位置（胫骨中上1/3前内侧），验证了该技术的安全性。
讨论与展望
研究证实TTT不损害胫骨整体稳定性，且装置能有效预防截骨后骨折。但模型简化了软组织作用，未来需结合动态载荷和更多样本优化分析。TTT联合血管重建技术可能是治疗慢性肢体缺血的新方向。
【参考文献】Su H, Zhen P, Hou J, et al. Finite element analysis safety of tibial cortex transverse transport. Bone Joint Res. 2025;14(4):281-291. doi:10.1302/2046-3758.144.BJR-2024-0157.R1
