골유합술 후 골절틈의 유무에 따른 금속판 골 고정 장치의 생체역학적 안정성 평가: 유한요소해석

초록

목 적: 골유합술 후 골절 부위에 남게 되는 골절틈이 제한접촉압박 금속판 (limited contact dynamic compression plate)을 이용한 골 고정 장치의 생체역학적 안정성에 얼마나 영향을 줄 수 있는지를 유한요소해석을 통해 정량적으로 분석하였다. 대상 및 방법: 유한요소해석을 위해 골절모델은 0, 1, 4 mm의 골절간격 (FGS, mm)과 0, 25, 50, 75, 100%의 골절폭 (FGW, %)을 가지는 3차원 골절 유한요소모델로 구성되었으며, 골 고정 장치는 LC-DCP가 사용되었다. 그리고 압축, 회전, 굽힘, 세 종류의 하중 조건이 주어졌으며, peak von Mises stress (PVMS)의 비교를 통해 골 고정 장치의 안정성을 비교하였다. 결 과: 본 유한요소해석 결과 모든 하중 조건에서 FGS (1, 4 mm)의 존재는 그 크기에 관계없이 PVMS를 현저히 증가시켰다. 더욱이, FGS가 존재하지 않더라도 75% 이상의 FGW는 정상 모델 (0 mm/0%)과 비교했을 때 PVMS를 급격히 증가시켰다. PVMS는 나사못의 목주변과 금속판의 가운데에서 발생하여, 이 부위에서의 높은 파손 가능성을 보여주었다. 결 론: 금속판을 이용한 성공적인 골유합술을 위해서는 가능한 골절면이 50% 이상 접하도록 시술하는 것이 골 고정 장치의 생체역학적 안정성을 높일 수 있는 주요한 방법이 될 수 있다. 더욱이, 골접합술 후 1, 4 mm의 FGS가 존재하거나, FGS가 존재하지 않더라도 50% 이상의 FGW가 존재할 경우에 환자의 보행을 제안하거나, 술 후 생체역학적 안정성을 높일 수 있는 보완적인 조치가 취해여야 할 것으로 생각된다.

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