前路经寰枢关节螺钉内固定生物力学性能的有限元分析

摘要：

目的:通过有限元分析的方法评估前路经寰枢关节螺钉内固定的生物力学性能.方法:选择一名21岁健康男性志愿者,采用螺旋CT对枕骨底到C3椎体进行层厚1mm的薄层扫描,利用MIMICS 13.0软件、Freeform Plus软件及ANSYS 9.0软件,建立正常上颈椎有限元模型.去除模型中横韧带的所有单元模拟寰枢关节不稳,以枢椎前弓下缘与枢椎椎体侧缘交界点上方4mm处为进钉点,经寰枢关节分别向两寰椎侧块外上角中部置钉,最终建立前路经寰枢关节螺钉内同定治疗寰枢关节不稳的有限元模型.给予模型分别施加前屈、后伸、侧屈、旋转四种生理载荷,观察不同载荷下螺钉的三维运动范围与应力变化,分析前路经寰枢关节螺钉内同定的生物力学性能.结果:前路经寰枢关节螺钉内固定在不同载荷下三维运动范围均较小,但前屈、后伸状态下三维运动范围(0.72°,1.08°)明显大于侧屈、旋转状态(0.39°,0.32°).不同状态下应力集中区域均为螺钉经寰枢关节部位,最大应力值为10.58×107Pa,出现在后伸状态.结论:前路经寰枢关节螺钉内固定具有可靠的生物力学性能,在侧屈、旋转状态下的力学性能优于前屈后伸状态,螺钉经寰枢关节部位易产生应力集中,为可能的断钉部位,临床应用时应采取有效预防措施.

关键词：上颈椎、内固定、生物力学、有限元分析

所属期刊栏目：20

分类号：R687.3;R318.01(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)

资助基金：全军医学科学研究"十一五"计划攻关课题08G031

在线出版日期：2011-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：881-884