新型桥接钢板治疗RockwoodⅢ型肩锁关节脱位的生物力学性能

Biomechanical analysis of a novel bridging plate for treating Rockwood III acromioclavicular joint dislocation

摘要

目的 探究新型桥接钢板治疗Rockwood Ⅲ型肩锁关节脱位症的生物力学性能。 方法 基于1名Rockwood Ⅲ型肩锁关节脱位患者的CT数据设计新型桥接钢板结构，并建立桥接钢板-肩锁关节相互作用有限元模型，研究在术后复位状态、正常负载及撞击荷载下的受力变形特征及生物力学适配性，探讨其固定机制及应用优势。 结果 桥接体系刚度为27.78 N/mm，接近肩锁关节韧带刚度（26.05 N/mm），符合柔性变形要求。正常负载下桥接体系最大应力为88.29 MPa，满足生理活动要求；撞击荷载下最大值达480 MPa，钢缆柔性变形进入塑性耗能阶段，可有效缓冲局部应力集中，降低刚性骨折风险。骨骼高应力区主要出现在C1~C4螺栓孔边缘，正常负载下骨骼应力最大值为0.762 MPa，撞击荷载下最大值为5.963 MPa，分别为螺栓应力的2.86%和1.66%。 结论 新型桥接钢板相比传统内固定治疗，更能适配肩锁关节生物力学特性。该固定结构在提供足够稳定性同时，允许一定程度的生理微动，有助于优化术后康复效果。特别是固定环与钢缆连接区的柔性变形显著，应避免采用硬脆性材料作为连接区。此外，C1~C4螺栓孔边应力集中问题也需在临床实践中予以特别关注。

Abstract

Objective To assess the biomechanical performance of a novel bridging plate for treating Rockwood III acromioclavicular joint dislocation. Methods A novel bridging plate structure was designed based on CT data from a patient with Rockwood type III acromioclavicular joint dislocation, and a finite element model of the bridging plate-acromioclavicular joint interaction was constructed. The stress and deformation characteristics and biomechanical compatibility of the plate under post-reduction, normal loading, and impact loading conditions were analyzed to evaluate its fixation mechanism and clinical advantages. Results The stiffness of the bridging system was 27.78 N/mm, close to that of acromioclavicular joint ligaments (26.05 N/mm) and meeting the requirements for flexible deformation. Under normal loading, the maximum stress in the bridging system was 88.29 MPa to sustain physiological activities; under impact loading, the maximum stress reached 480 MPa, and the cable underwent plastic deformation to dissipate energy and effectively buffer local stress concentrations, thereby reducing the risk of rigid bone fractures. The high-stress regions in the bone primarily occurred at the edges of the C1-C4 screw holes. The maximum bone stress was 0.762 MPa under normal loading and 5.963 MPa under impact loading, accounting for 2.86% and 1.66% of the corresponding bolt stresses, respectively. Conclusion The novel bridging plate is better adapted to biomechanical characteristics of the acromioclavicular joint compared to traditional internal fixation. This fixation system provides sufficient stability while allowing physiological micromotion to facilitate postoperative rehabilitation. Significant flexible deformation can occur at the connection between the fixation ring and the cable, and brittle materials should not be used in this region. The issue of stress concentration at the C1-C4 screw holes requires special attention in its clinical application.

Graphical abstract

关键词

肩锁关节脱位 / 新型桥接钢板 / 有限元模型 / 生物力学性能 / 固定机制

Key words

acromioclavicular dislocation / new acromioclavicular joint plate / finite element model / biomechanical property / fixed mechanism

肩锁关节（ACJ）是连接肩峰和锁骨的微动关节，对人体上肢运动和姿势调整过程中起着关键作用。然而，肩锁关节结构相对薄弱，在高处坠落、交通事故等不利外界条件下极易受损^［1］。其中，肩锁关节脱位（ACD）占肩部损伤的40%以上，且在接触性体育运动人群中尤为常见^{［2， 3］}。因此，有必要针对ACD提出相应的科学治疗措施。

目前，临床上常通过肩锁关节脱位Rockwood分型来指导治疗方案的选择^［4］，依据肩锁韧带（AC）、喙锁韧带（CC）损伤以及肩峰与锁骨的分离错位情况，将ACD分为Rockwood Ⅰ~Ⅵ 6种损伤类型^［5］。其中，Ⅰ、Ⅱ型损伤程度较轻，通常采用保守治疗方案即可达到预期治疗效果，而对于Ⅲ型及以上损伤情形，众多学者则建议宜采用相应的手术治疗方可达到治疗效果^［5-8］，例如Leidel等^［9］采用克氏针治疗Ⅲ型ACD，发现术后患者肩锁关节功能恢复良好，但唐国龙等^［10］指出该方法忽略了肩锁关节微动特性，进而导致患者关节疼痛、克氏针错位等术后遗症；Kienast等^［11］采用锁骨钩钢板治疗Ⅲ型ACD，并采用Constant评分法得出该技术虽具有优良的临床疗效，但其并发症概率高达10.6%。然而，文献［12］指出该技术有概率引起骨溶解、骨折、关节炎等并发症。上述治疗方案大多属于刚性固定，忽略了关节微动特性，由于与生物力学相悖，多导致术后遗症和并发症。对此，许多学者对弹性固定方法展开一系列研究，并应用于临床实例。TightRope和Endobutton技术因其稳定性高、早期康复能力强等优点，在ACD治疗中逐渐受到关注^［13］，郭飞等^［14］采用双Endobutton带袢钢板内固定治疗29例急性ACD患者，发现术后并发症发生率相比刚性固定治疗降低47.8%；赵子龙等^［15］采用微创单切口双TightRope锁扣带袢钢板治疗21例ACD患者并达到预期治疗效果；Jensen^［16］、周明^［17］、陈东旭^［18］等指出在肩关节镜下采用双TightRope、联合韧带重建等技术治疗ACD具有良好的生物力学特性，但需精细掌握肩关节镜才能实施这类手术，有存在固定失败的风险^［19］。综上，大多临床研究表明Rockwood Ⅲ型ACD及以上分型需通过手术治疗方可达到较好的治疗效果。其中，刚性固定方式忽略了肩锁关节微动的生物力学特性，可能导致术后关节僵硬或应力集中引起的二次损伤^［20］，而弹性固定手术技术曲线长，对手术者要求高，且大多治疗方案缺乏初期的生物力学分析这一过程，导致患者承担较大术后风险。

针对上述问题，结合Rockwood Ⅲ型ACD特征与肩锁关节生物力学特性，本文提出一种新型肩锁关节钢板治疗Rockwood Ⅲ型ACD，并建立桥接体系-肩锁关节相互作用三维有限元模型（FEM），探讨了肩锁关节生物力学评价指标，研究界结构—肩锁骨骼相互作用特性及生物力学性能，评价了其治疗合理性和适用性，为未来的临床应用提供理论依据。

1 资料和方法

1.1 新型桥接体系结构

桥接体系结构尺寸根据1例ACD患者的临床资料确定（患者已签署知情同意书）。该研究已获得南方医科大学顺德医院附属杏坛医院伦理委员会批准（伦理批号：2024052701）。患者年龄60岁，身高170 cm，体质量86 kg，既往无肿瘤、外伤、畸形病史。采用64排128螺旋CT进行肩关节断层扫描（厚层为1 mm，图1）。

新型肩锁关节钢板^［21］（专利号：CN202220525580.6）主要通过钢缆将肩峰板与锁骨板连接而成，钢缆通过螺钉分别与肩峰板和锁骨板固定，而肩峰板和锁骨板各额外开设一个螺钉孔以配合安装固定（图2）。

肩峰板与锁骨板分别放置在肩峰远端骨面与锁骨远端，通过钢缆连接维持关节稳定，使用复位钳将肩锁关节复位，钢缆存在柔韧性，符合肩锁关节微动性的功能需要，避免肩峰下应力性骨折及肩峰撞击导致的肩痛。此外，手术可微创处理，可早期行功能锻炼，同时技术曲线短，对手术者技术要求不高，避免显露深部组织，降低手术风险。综上，该结构体系保证了肩锁关节生物力学的微动特性，且术式技术曲线短，实施手术相对容易、成功率高，可有效降低手术风险。为进一步探讨该结构治疗Rockwood Ⅲ型ACD的效能，进一步建立术后治疗的三维有限元模型，从生物力学性能角度探究其固定机制及适用性。

1.2 柔性桥接体系-肩锁关节相互作用模型

1.2.1 有限元模型及网格划分

采用ABAQUS软件建立三维柔性桥接体系-肩锁关节相互作用有限元模型。肩峰、锁骨、肩峰钢板及锁骨钢板均采用C3D8R单元模拟；螺钉、钢缆、固定环及U形夹采用C3D10单元模拟。为在后续计算中更准确的得到各连接处应力变形特征，因此将螺栓、固定环、U形夹等构件的网格细化（图3）。肩锁骨骼单元数量共30 610个，节点数量共38 268个；肩峰、锁骨板单元数量共76 200个，节点数量共86 933个；螺栓单元数量共112 018个，节点数量共24 404个；固定环、钢缆及U形夹单元数量共39 249个，节点数量共9531个。

1.2.2 边界条件及荷载工况

为更全面地反映术后肩锁关节在不同力学环境下的生物力学响应，除正常负重情况外，还需额外考虑意外冲击或极端负载情况。此外，与健康人群不同，ACD患者的内固定结构不仅需承受生理负载，还需克服锁骨远端向上的脱位趋势，以维持关节稳定。因此，本研究设计了3种工况以探讨不同情境下内固定装置的生物力学表现：（1）空载条件下克服脱位以抵抗锁骨远端上翘趋势。目前，关于空载条件下克服锁骨远端向上脱位趋势所需荷载的研究较少，Dawson^［16］指出肩锁关节低负载情况下受力约为10N，因此可推测，空载条件下克服锁骨远端向上脱位的力不超过10N；Walz^［22］在40组术后的肩锁关节荷载试验中发现，施加5N的预载可消除关节及周围组织的松弛，使其进入正常的生理初始状态。基于此，本研究采用5N作为克服锁骨远端向上脱位趋势的荷载，以更贴合临床情况；（2）正常负重状况：模拟日常生活中肩锁关节在典型受力条件下的生物力学响应。胸锁乳突肌及斜方肌在锁骨区的附着点产生向上的牵引力，力的空间分量为X轴1.5N，Y轴14.2N，Z轴4.2N；（3）意外撞击工况：模拟跌倒或运动冲击情形下肩锁关节遭受侧向撞击的二次损伤行为。Rochcongar^［23］通过开展AC和CC切断试验，发现锁骨侧向位移最大值为15mm左右。基于此，本研究将侧向冲击位移考虑为其两倍值，对肩锁骨施加30 mm的面外强制相对位移，以评估内固定结构的极端受力环境下的稳定性及其可能得失效模式。

对于边界条件，约束肩峰的6个自由度以限制肩胛骨与锁骨的正常相对位移。另外，螺栓与螺栓孔内壁设置为Tie绑定约束，以保证螺栓的稳固，避免松动；螺栓与连接件和肩锁钢板、肩锁钢板与肩锁骨骼、连接件与肩锁钢板两两之间的法向接触行为采用“硬接触”表达，切向接触行为采用“罚摩擦”表达，摩擦系数为0.1^［24］（图4）。

1.2.3 本构参数

据文献［20， 25］对材料属性参数设定，肩、锁骨骼组织、钛合金板、钢缆以及螺栓的物理力学性质（表1）。

过往的研究大多将肩锁固定结构材料的本构模型设为线弹性，但通过固定治疗的肩锁关节在各种日常活动中，其受到的负载可能引起各连接件局部的应力集中现象，进而导致构件局部应力场数值非常大，这与实际不符。通常而言，固定结构的材料多为延性金属材料，即材料内部应力达到一定水平后将发生屈服，进入塑性阶段，该阶段材料的应力将不会再快速上升，而是变形急剧增加。因此，采用弹塑性本构模型描述钢缆、钛合金板以及固定螺钉的力学行为更为合理，故而在上述的材料参数（弹性模量、泊松比）基础上，再增设各金属材料的塑性特性，进而以便于下文非线性工况的分析。在非线性分析中，钢缆、钛合金板以及固定螺钉等金属材料本构模型最常用双线性弹塑性强化模型^［26］（图5）。

1.3 力学性能分析指标

1.3.1 构件应力水平

肩锁关节的生物力学环境是动态且复杂的，构件需要适应各种运动和负荷条件。需要模拟不同生理活动下的载荷情况，并通过应力分析评估各构件在复杂载荷条件下的性能，从而确保结构在各种动态条件下的功能和适应性，满足临床应用的需求。为评判各构件在空间复杂受力状态下的是否发生屈服或者破坏，引入材料力学领域的第四强度理论^［26］进行分析。以钢缆为例，假设钢缆同时承受轴向、切向、弯曲及扭转受力，其内部任一点的应力状态通常同时存在第一主应力、第二主应力及第三主应力（图6）。

第四强度理论综合考虑了结构内部在三维坐标系中各个方向受力情况，可用于评估关节在复杂荷载下的屈服和变形行为，这种考虑复杂荷载环境的综合应力也被称为Von Mises应力，其表达式如下：

{\sigma }_{\mathrm{r}\mathrm{4}}={\sigma }_{\mathrm{V}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{M}\mathrm{i}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{s}}=\sqrt[]{\frac{({\sigma }_{\mathrm{1}}-{\sigma }_{\mathrm{2}}{)}^{\mathrm{2}}+({\sigma }_{\mathrm{2}}-{\sigma }_{\mathrm{3}}{)}^{\mathrm{2}}+({\sigma }_{\mathrm{3}}-{\sigma }_{\mathrm{1}}{)}^{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}}（1）

式中：{\sigma }_{\mathrm{1}}、{\sigma }_{\mathrm{2}}、{\sigma }_{\mathrm{3}}分别为材料内部一点的第一、第二、第三主应力。

1.3.2 构件变形

监测并分析结构在不同应用场景下总变形量U，评估其稳定性和刚度；另外，特别关注钢板和钢缆的连接处，以及与骨骼接触的区域，评估这些区域的局部变形是否在可接受的范围内。

1.3.3 骨骼接触应力

在肩锁关节等部位，构件与骨骼的连接处需要特别关注。过高的接触应力可能导致骨损伤或延迟愈合，而过低的应力可能导致不稳定性和构件松动。应力分析帮助评估和调整接触应力，以确保最佳的骨愈合和构件稳定性。

2 结 果

2.1 术后复位力学特性

术后最大应力值为39.78 MPa，主要集中在钢缆受力核心区，尤其是钢缆与固定环过渡位置，表明钢缆为整个体系的主要承载部件；肩锁骨骼应力值较低，最大应力仅0.25 MPa，说明桥接结构有效分散了骨骼应力，降低了术后骨应力水平过高的风险，有助于降低局部粉碎性骨裂发生的可能性；此外，肩锁骨骼、螺栓、钢板的应力最大值均出现在螺栓连接孔口附近，表明该区域为应力集中区，无论是从理论计算还是临床应用角度来看，都需着重关注孔口位置可能发生的松动或疲劳失效风险（图7）。

术后固定结构最大位移为0.18 mm，主要集中在锁骨远端区域，并呈现锁骨远端向肩骨方向逐步递减趋势，结构具有较均匀分布的位移场，整体稳定性良好（图8）。Hobusch等^［27］在研究中发现，当AC和CC同时断裂时，锁骨远端位移为1.9±1.3 mm。相比之下，本研究的桥接结构有较好的复位控制能力，显著减少了位移幅度。此外，Weiser等^［28］对通对肩锁韧带开展生物力学试验得到肩锁韧带刚度约为26.05 N/mm。以Weiser得到的韧带刚度值作为基准，并根据下式桥接结构刚度：

K_{stiff}=\frac{F_{res}}{{\delta }_d}（2）

式中：K_{stiff}为结构刚度；F_{res}为术后复位力；{\delta }_d为复位力下结构的位移。

经计算，该桥接固定结构刚度K_stiff =27.78 N/mm，与肩锁关节原有韧带的刚度相近，这表明该结构具有较好的柔性，不仅有效地降低了刚性骨折风险，同时满足肩锁关节所需的微动生物力学特性，有助于术后关节功能恢复和长期稳定性。

2.2 内固定治疗机制

分别对正常负重和不利荷载撞击情况下结构整体的应力场进行分析，柔性桥接体系-肩锁关节相互作用应力云图如图9所示。

不论正常负重或是撞击情况下，钢缆的应力相较于其他部位更大，说明钢缆为整个结构的主要承载部分。此外，应力峰值均出现在钢缆与固定环之间的连接区域，正常负重情况下的最大应力为88.29 MPa，但撞击情况下的最大应力高达480 MPa，说明在撞击下该区域材料已经进入塑型阶段（图10）。

钢缆与固定环的连接区域已发生较大的塑性变形，而该位置为整个结构的主要变形区域。因此，在撞击荷载下，该区域可通过发生较大塑性变形来消耗撞击能力，减轻了肩锁骨骼的负载，进而避免刚性骨折。为进一步研究肩锁钢板、螺栓与肩锁骨骼的相互作用特性，对螺栓、肩锁板及肩锁骨骼应力场进行分析（图11）。

正常负载和撞击情况下，肩锁骨骼螺栓孔周围的应力水平较高，但相较肩锁钢板和螺栓的应力水平低得多，该现象是由于肩锁钢板和螺栓相较于宿主骨具有较大的弹性模量差所导致的。正常负载情况下，肩峰螺栓孔边缘有最大应力为0.762 MPa，仅为肩锁钢板和螺栓应力极值的5.97%和2.86%；撞击情况下，肩峰螺栓孔边缘有最大应力为5.963 MPa，仅为肩锁钢板和螺栓应力极值的4.41%和1.66%。因此，在不骨折情况下，肩锁钢板和螺栓起主要固定作用，使得该结构体系能有一个较好的固定效果，而钢缆的柔性又可以有效地避免刚性骨折，故而该柔性肩锁桥接体系的固定机制较为科学合理，能较好地满足肩锁关节的生物力学特性。

2.3 结构受力变形特征

柔性桥接体系的受力变形特征主要受各连接构件的力学性能的影响，而主要的连接构件包括螺栓和钢缆，故而应对螺栓和钢缆的受力变形特征进一步分析。为明确分析各颗螺栓和各根钢缆的受力变形特征，现对不同螺栓和钢缆排序编号（图12）。将螺栓中心轴线作为应力路径，提取螺栓内不同长度位置的应力，得到螺栓应力随其长度变化的规律（图13）。

不管是正常负载还是撞击下，螺栓的最大应力值均出现在螺栓与钢缆固定环交界位置，其原因是钢缆作为肩峰与锁骨的主要连接部件，所受到的荷载会通过固定环直接传递给螺栓。此外，C1~C4螺栓由于直接与钢缆连接，其最大应力值均出现在与固定环或U形夹连接区域附近；F1和F2螺栓则主要起钢板与骨骼的固定作用，最大应力区域往往出现在钢板与骨骼的交界面附近。不同荷载工况下螺栓的受力形式不同，正常负载下，C1~C4螺栓受力相似，从螺帽至螺尖，其应力先增大后减小，在与固定环连接区域附近应力变化幅度较大，呈现“陡增-陡降”的规律，各螺栓应力峰值均在25 MPa左右；F1和F2螺栓受力沿长度方向变化则相对平缓，与C1~C4螺栓不同，其变化较为明显的区域在钢板与骨骼的交界面附近。撞击情况下，C1~C4各螺栓受力差异较大，肩峰的C1和C2螺栓应力水平较C3和C4高得多， C1和C2螺栓与固定环连接处即为应力集中区。钢缆与固定环过渡区由于承受较高的应力水平而发生较大塑性变形，进一步将较大的荷载传递到C1和C2螺栓上，导致C1和C2螺栓应力水平较C3和C4高。无论是在何种荷载情况下，尽管各颗螺栓应力水平不同，但各颗螺栓从上至下，其应力变化规律均呈先增后减的变化趋势；另外，C1~C4螺栓高应力区域通常在于固定环接触的位置，而F1和F2螺栓的高应力区域通常出现在钢板与骨骼交界面附近（图14）。

钢缆应力最大值始终集中在钢缆与固定环的连接区，该区域由于应力水平较其他位置高，导致该区域更容易发生较大变形而体现出柔性特性，进而满足肩锁关节微动特性（图15）。

固定环位移几乎为零，表明螺栓固定效果良好，固定环与钢缆连接区存在位移突变点，该区域的钢缆轴线位移斜率改变明显，表明该区域发生了较大的变形，具有较好的变形性能；在位移突变点之后，随着长度位置增加，钢缆的位移逐渐增加，但在位移突变点之后较远位置的斜率基本稳定，表明越接近U形夹端的钢缆局部变形越小，但肩、锁关节两端依然能够发生较大的位移差。因此，钢缆与固定环的连接区为柔性变形的关键位置，而肩、锁关节两端的相对位移差体现了钢缆良好的柔性性能，可较好地满足肩锁关节微动的生物力学特性。

3 讨论

3.1 肩锁关节脱位的生物力学评估与固定策略

人体肩锁关节主要由肩胛骨肩峰关节面、锁骨肩峰端关节面构成，关节囊附着于关节面周缘，喙锁韧带（包括斜方韧带、锥状韧带）连接于肩胛骨喙突与锁骨下部。肩锁关节的稳定性依赖于韧带及肌肉系统的协同作用，其中CC提供垂直方向稳定性，AC主要维持前后方向稳定性。此外，三角肌和斜方肌通过动态调节，保证肩锁关节的微动生物力学特性，防止肩锁关节过度活动或僵硬。肩锁关节多呈外上向内下倾斜，切斜角度通常在10°~55°。当肩关节外展90°时，其所承受应力可达人体质量的2倍。因此，一旦发生脱位，不仅影响肩锁关节本身的稳定性，还会破坏上肢的整体生物力学平衡，将严重影响人体整个上肢的功能。

肩锁关节脱位主要由直接暴力冲击所致，例如摔倒时肩部直接着地或受到外力撞击。有研究^［29］依据AC、CC损伤以及肩峰与锁骨的分离错位情况，将ACD分为Ⅰ~Ⅵ型。其中，Ⅰ~Ⅱ型：轻度损伤，AC韧带部分或完全断裂，但CC韧带保持完整，通常可采用非手术保守治疗；Ⅲ型：AC和CC韧带完全断裂，锁骨远端明显上移，为非手术与手术治疗的临界点，部分患者可通过非手术治疗恢复，但对于复位不稳定或功能受限者，需考虑手术固定；Ⅳ~Ⅵ型：涉及锁骨远端后移、喙突下移或完全脱位，手术治疗是唯一选择。然而，手术治疗方案选择不仅取决于脱位分型，还需考虑肩锁关节的生物力学特性、手术复杂性、术后恢复要求等。肩锁关节脱位后的力学变化主要表现为：（1）锁骨远端上移趋势增强，喙锁韧带的断裂导致锁骨缺乏垂直方向的支撑；（2）肩锁关节旋转中心改变、连接失效，严重影响人体上肢运动模式；（3）术后内固定装置需要在提供足够稳定性的同时，避免过度限制肩锁关节的生理微动，以降低术后僵硬或异位骨化的风险。因此，术前评估不仅需要确认AC、CC韧带的损伤程度，还需结合锁骨远端上翘力量、患者肩部活动需求、长期稳定等因素，选择合适的固定方式。理想的固定结构应在提供足够刚度的同时，允许一定程度的生理微动，以实现力学稳定性和术后功能恢复的平衡。故而术前进行生物力学评估有助于优化手术方案，降低不必要的术中试错，提高固定装置的适应性，从而减少患者术后并发症风险，提高术后康复效果。

3.2 新型桥接钢板固定脱位的生物力学优势

目前临床上常用锁骨钩钢板和袢钢板治疗Rockwood Ⅲ型肩锁关节脱位^［30］，但锁骨钩钢板存在肩峰下撞击，部分患者因锁骨钩钢板复位过度而产生肩痛，肩峰刚性骨折为常见并发症之一；袢钢板手术视野小，显露不清，对手术者技术要求高，有存在内固定失败可能，手术区域下有大血管及神经，增加了手术风险，并存在内固定失效的可能。因此，现有治疗ACD的方法往往存在两大问题：（1）肩锁关节生物力学特性兼容性差；（2）术式复杂、手术难度较大，风险高。针对上述问题，本文提出一种基于柔性桥接固定体系的治疗策略，并结合肩锁关节脱位特征和生物力学特性，建立了术后复位、正常负载和撞击作用下柔性桥接体系-肩锁关节相互作用有限元模型，探究了其相互作用效应及受力变形特性，揭示了柔性桥接体系内固机制，评估了柔性桥接体系治疗方法的合理及适用性，得到以下结论：（1）生物力学兼容性及手术可行性。新型肩锁关节钢板治疗Rockwood Ⅲ型肩锁关节脱位在理论上具有技术曲线短，手术实施容易、成功率高的优势。同时，该结构的刚度和肩锁韧带刚度相近，在能够维持肩锁关节的稳定性的基础上，保留其生理微动特性，有利于术后关节功能恢复；（2）负载响应与撞击吸能特性。新型柔性桥接固定体系利用了钢缆的柔性变形特性来缓冲局部应力，减轻了肩锁骨骼的负载局部集中。正常负载和撞击下，肩峰骨骼应力最大值均出现在螺栓孔附近，但其应力峰值仅为螺栓最大应力的2.86%和1.66%，表明该结构可有效降低骨组织的应力集中风险。此外，在撞击情形下，钢缆局部材料发生塑性变形，耗散部分撞击能量，从而降低骨折风险，提供更优的骨应力环境；（3）螺栓受力分布及应力集中区域。各螺栓应力分布呈由上至下先增后减的趋势。其中，C1~C4螺栓主要承担连接与固定作用，其高应力区通常集中在与固定环和U形夹接触的部位；F1和F2螺栓则起到局部辅助固定作用，其高应力区主要位于钢板与骨骼交界面附近。这一受力模式表明，这一受力模式表明，不同位置的螺栓在固定体系中发挥不同的支撑作用，合理的螺栓布置对整体固定效果至关重要；（4）柔性固定结构的生物力学适应性及选材思想。研究表明，固定环与钢缆连接区的变形量显著高于其他部位，凸显出钢缆局部柔韧性，可在维持稳定性的同时允许关节的微动。然而，该区域应力水平明显高于其他部位，也属于固定结构潜在的薄弱环节。因此，在进一步临床应用中，应避免使用高强度、低延性的材料。

综上所述，本研究内容主要基于力学理论及有限元分析，从生物力学的角度探讨了柔性桥接钢板在ACD治疗中的可行性和合理性。尽管计算结果支持该结构在理论上的优势（如技术曲线短、手术易实施），但实际手术成功率、术后并发症仍需通过临床研究反映。下一步计划包括：开展尸体标本生物力学试验，以评估其实际临床疗效；进行多中心随机对照临床试验，评估患者术后功能恢复及并发症发生率。

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