10.3969/j.issn.1004-406X.2023.02.08
一种新型腰椎峡部裂修复装置生物力学性能的三维有限元分析
目的:应用有限元分析的方法,研究一种新型腰椎峡部裂修复装置的生物力学性能.方法:采集一例健康志愿者腰椎CT数据进行三维重建,构建并验证L3～S1脊柱节段的非线性有限元模型(A),在此基础上,分别建立L5峡部裂模型(p)、椎弓根螺钉U形棒固定模型(C)、新型腰椎峡部裂修复装置固定模型(D).将4种模型的S1椎体下表面的自由度进行约束,在L3椎体上表面分别施加500N的轴向压缩力和10N·m的力矩载荷来模拟腰椎前屈、后伸、左右侧弯及左右旋转6种运动状态,比较各有限元模型在不同运动状态下的腰椎活动度(range of motion,ROM)、L5棘突根部应力和峡部的轴向压力.结果:与相关文献数据比较,模型A在I4～L5,L5～S1节段的ROM与既往研究结果相近,证明本模型有效.在六种运动状态下,模型C和模型D的ROM比模型B分别下降了 16.46％～55.98％、17.48％～40.65％;模型D的ROM比模型C平均大0.44°.相较于模型C,模型D在前屈、后伸、左右侧弯及左右旋转时,L5棘突的最大应力分别减少了 12.71％、54.95％、58.46％、53.97％、46.91％及72.34％,有效降低棘突骨折的风险;腰椎峡部的轴向压力分别增加了 236.51％、282.51％、216.98％、231.47％、294.03％及138.91％,可以更高效地促进骨折愈合.结论:新型腰椎峡部裂修复装置在保留腰椎活动度的同时,可以较好地重建腰椎峡部裂的即刻稳定性;相较于椎弓根螺钉U形棒固定装置,可以提供足够的力学稳定性,且降低棘突骨折的风险.
腰椎峡部裂、内固定系统、有限元分析、生物力学
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R681.5;R318.01(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
宁夏重点研发计划项目2020BEG03034
2023-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共8页
155-162
