Mathematical Modeling and Biomechanical Analysis of a Derotation Plate for Treating Complex Hip Dysplasia

Applied Sciences, 2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app15062991
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Developmental dysplasia of the hip, particularly Crowe type IV, presents significant challenges in orthopedic surgery due to severe anatomical deformities and biomechanical instability. This study focuses on evaluating the biomechanical performance of a prosthesis–femur–derotation plate system designed to address these challenges. Using FEA, a comprehensive assessment of stress distribution, displacement, and safety factors was conducted under physiological loading conditions. The derotation plate was specifically engineered to stabilize the femur and restore the anatomical and biomechanical axis of the limb. Results demonstrated that the derotation plate effectively eliminated rotational and axial displacement, with a peak displacement of 0.08 mm, and maintained sufficient strength reserves, with a minimum safety factor of 3.63. The maximum von Mises stress in the plate was 76 MPa, significantly below the yield strength of the titanium alloy, ensuring long-term durability and reliability. The system as a whole exhibited favorable biomechanical properties, confirming its ability to manage high stress loads without the risk of material failure or instability. These findings underscore the potential of this novel system to improve surgical outcomes in complex cases of hip dysplasia. Future clinical trials will further validate its practical utility, providing valuable insights for advancing orthopedic implant design and patient care.