自行防旋转寰枢椎钉棒内固定系统的生物力学有限元分析
本文关键词: 有限元分析 应力 物理 内固定器 组织工程 骨科植入物 数字化骨科 上颈椎 寰枢椎失稳 寰枢椎脱位 后路内固定 钉棒系统 自行防旋转 生物力学 国家自然科学基金 出处:《中国组织工程研究》2017年19期 论文类型:期刊论文
【摘要】:背景:寰枢椎后路内固定是目前治疗寰枢椎失稳和或脱位的主要术式,但是常规后路钉棒内固定系统中的连接棒是圆柱形,为增强复位功能,连接棒预弯的曲度一般较大,在拧螺母固定时连接棒容易发生旋转,需要额外的辅助器械把持和固定连接棒的方向,但辅助器械存在手术术野遮挡,且当辅助器械把持不稳时可能造成脊髓的过度骚扰和意外损伤。自行防旋转寰枢椎钉棒系统是一种既保持了常规钉棒系统的优点,又具有自行防旋转的功能,但其生物力学性能与常规钉棒系统之间的差异需进一步研究。目的:通过建立寰枢椎后路钉棒内固定系统的三维有限元模型,评估新型自行防旋转寰枢椎后路钉棒内固定系统的生物力学特性。方法:应用有限元分析软件创建上颈椎后路钉棒内固定系统的有限元模型,分析得出钉棒内固定系统的应力分布云图。结果与结论:建立的有限元模型几何相似性好,其中常规及新型钉棒系统模型分别包含198 330个节点和964 747个单元,246 788个节点和996 069个单元。两种内固定系统均无明显应力集中现象,且主要应力分布区域基本一致,主要集中螺钉-骨质界面、螺钉-连接棒界面,其中新型自行防旋转寰枢椎后路钉棒内固定系统的主要应力分布区域的应力均值高于常规钉棒系统,但2种钉棒内固定系统连接棒的最大应力值均小于钛合金棒的屈服强度(795-827 MPa)和极限强度(860-896 MPa)。提示新型自行防旋转寰枢椎后路钉棒内固定系统连接棒的设计符合生物力学的要求,新型连接棒是一种有效、安全的脊柱内固定装置,可在临床推广应用。
[Abstract]:Background: posterior atlantoaxial internal fixation is the main method for the treatment of atlantoaxial instability and dislocation, but the connecting rod is cylindrical in the conventional posterior screw rod fixation system. In order to enhance the reduction function, the curvature of the connecting rod is usually large. The connecting rod rotates easily when the nut is fixed, which requires additional control of the auxiliary device and the direction of the fixed connecting rod, but the auxiliary device is occluded by the surgical field. When the auxiliary device is unsteady, it may cause excessive disturbance and accidental injury of the spinal cord. The rotation-resistant atlantoaxial screw rod system is a kind of system which not only maintains the advantages of the conventional screw rod system, but also has the function of self-preventing rotation. But the difference between biomechanical properties and conventional screw rod system needs further study. Objective: to establish a three-dimensional finite element model of posterior atlantoaxial screw rod fixation system. To evaluate the biomechanical characteristics of a new type of self-rotating posterior atlantoaxial screw rod fixation system. Methods: finite element analysis software was used to establish the finite element model of the upper cervical spine posterior screw rod fixation system. The stress distribution cloud diagram of the nail rod internal fixation system is obtained. Results and conclusions: the geometric similarity of the established finite element model is good. The conventional and new screw rod system models contain 198,330 nodes and 964,747 units respectively 246,788 nodes and 996,069 elements. There is no obvious stress concentration in the two internal fixation systems, and the main stress distribution regions are basically the same. The stress distribution in the main stress distribution area of the new self-rotating posterior atlantoaxial screw rod fixation system was higher than that in the conventional screw rod system. However, the maximum stress values of the connecting rods of the two internal fixation systems are lower than the yield strength of titanium alloy rods (795-827 MPa) and the ultimate strength of 860-896 MPA / a. It is suggested that the design of the new type of self-rotation-resistant posterior fixation system for atlantoaxial screw rods meets the requirements of biomechanics. The new connecting rod is an effective and safe device for spinal internal fixation, which can be widely used in clinic.
【作者单位】: 解放军第二军医大学研究生院;解放军广州军区广州总医院骨科;
【基金】:国家自然科学基金(81672232) 广东省省级科技计划项目(2015B020233013)~~
【分类号】:R318.01;R687.3
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 姜伟;汤逊;朱庭标;徐永清;潘险峰;周田华;;钉棒内固定技术在脊柱结核治疗中的应用[J];中国伤残医学;2010年04期
2 袁建华;廖中亚;胡伟;宋才;赵辉;王小合;;枢法模经皮椎弓根钉棒内固定微创技术探讨[J];医学信息;2006年03期
3 和利;贾健;;腰-髂钉棒内固定治疗骶髂关节骨折脱位效果分析[J];天津医药;2013年01期
4 陈昆;刘爱刚;郑文忠;;选择性置钉钉棒内固定矫治青少年特发性脊柱侧弯[J];颈腰痛杂志;2011年03期
5 胡峰;;脊椎钉棒内固定系统治疗在胸腰椎骨折中的应用体会[J];中国医药指南;2012年15期
6 陈云坤;;脊椎钉棒内固定系统治疗胸腰椎骨折的临床分析[J];现代医院;2013年11期
7 柯雨洪,周良安,王义生,廖俊星;脊柱前路钉棒内固定系统的临床应用[J];中华创伤骨科杂志;2003年03期
8 张生;;椎弓根钉棒内固定联合自体髂骨植骨治疗腰椎手术失败综合征[J];医药论坛杂志;2013年08期
9 张欲晓;李娜;;单钉棒内固定系统治疗胸椎结核并后凸畸形的护理[J];中国社区医师(医学专业);2010年25期
10 兰伟斌;林权德;;脊椎钉棒内固定系统在胸腰椎骨折中的应用分析[J];医学理论与实践;2013年14期
相关会议论文 前8条
1 王灯亮;康德智;余良宏;林章雅;林元相;薛毅辉;;钉棒内固定系统在椎管内肿瘤切除术中应用[A];2011中华医学会神经外科学学术会议论文汇编[C];2011年
2 姜伟;汤逊;朱庭标;徐永清;潘险峰;周田华;;钉棒内固定技术在脊柱结核治疗中的应用[A];第六届西部骨科论坛暨贵州省骨科年会论文汇编[C];2010年
3 吕香桃;杨素清;贺永雄;刘斌;;颈椎椎弓根钉棒内固定系统治疗严重下颈椎骨折脱位的护理[A];第一届全国脊髓损伤治疗与康复研讨会暨中国康复医学会脊柱脊髓损伤专业委员会脊髓损伤与康复学组成立会论文汇编[C];2009年
4 刘昌生;廖永发;韦家宁;李振宏;梁时和;黄善能;邹焕文;黄开;;经后路钛钉棒内固定治疗寰枢椎陈旧性脱位[A];第十八届全国中西医结合骨伤科学术研讨会论文汇编[C];2011年
5 杨燕;王雪莲;于珍珍;;腰椎间盘突出症后路单侧钉棒内固定的护理[A];宁夏医学会第八届骨科学术会议论文汇编[C];2013年
6 陈刚;李方才;陈其昕;陈维善;徐侃;吴琼华;;微创TLIF单侧钉棒固定与传统TLIF手术早期结果比较[A];浙江省医学会骨科学分会30年庆典暨2011年浙江省骨科学学术年会论文汇编[C];2011年
7 吕香桃;杨素清;贺永雄;刘斌;;颈椎椎弓根钉棒内固定系统治疗严重下颈椎骨折脱位的护理[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
8 张立岩;徐建军;周盛源;陈日勇;王济纬;魏尧森;;椎弓根钉棒内固定加后路椎间植骨融合术治疗下腰椎不稳[A];2006年浙江省骨科学术会议暨浙江省脊柱脊髓学术会议论文汇编[C];2006年
相关硕士学位论文 前1条
1 孙雨;椎弓根钉棒内固定术结合琥珀丸治疗胸腰椎爆裂骨折的临床观察[D];辽宁中医药大学;2014年
,本文编号:1521834
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/1521834.html