国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学测试及有限元分析

发布时间：2024-02-04 01:57

　　背景:腰椎棘突间撑开器非融合系统为腰椎退行性疾病提供了一种新的治疗选择。但目前国内临床对于腰椎棘突间撑开系统的应用及研究严重不足,对于适用于国人的国产化腰椎棘突间撑开器更是鲜有报道。目的:通过人体腰椎三维有限元分析技术和山羊腰椎体外生物力学实验分析国产新型棘突间撑开器生物力学特点,验证新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性。方法:(1)国产新型腰椎棘突间撑开器有限元分析:通过正常成人腰椎CT资料建立L₂-L₅椎体三维模型,随后依次建立国产新型腰椎棘突间撑开器模型、国产新型腰椎棘突间撑开器腰椎非融合系统模型,赋予腰椎生理情况下的力学条件,对新型撑开器植入前后进行生物力学分析;(2)国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学分析:获取24只成年雄性山羊腰椎(L₁-L₅),在L_3-4棘突间植入国产新型腰椎棘突间撑开器,撑开器植入前后检测腰椎标本前屈、后伸、侧弯、旋转状态下的腰椎活动度与椎间盘压力。结果与结论:(1)在撑开器植入后,责任节段后伸时活动范围及椎间盘压力减小,相邻节段活动度和椎间盘...

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【部分图文】：

图1从Mimics17.0软件读取断层影像数据

正常腰椎三维有限元模型建立：记录每位志愿者的性别、年龄。志愿者躺于CT机上，采取平躺放松的姿势，保持自然生理弯曲以进行扫描。采用连续螺旋CT(LightSpeed64,GE，美国)进行T12-S1断层扫描，扫描条件：电压120kV、层厚0.625mm、矩阵512×512，....

图2区域增长法提取所需骨骼

以stl格式保存建成的三维模型。stl文件无法被主流CAD软件直接进行编辑，需要导入Geomagic12进行逆向工程，生成实体。采取网格医生命令修复生成实体中的不良面；通过去除特征命令删除不必要的特征，对模型进行简化；调整模型表面的光滑度，简化三角面；采用自动及手工添加的方式确定....

图3生成的腰椎实体模型

图2区域增长法提取所需骨骼将生成的实体模型另存为step格式导入solidworks中，手工添加椎间盘，并划分出髓核和纤维环，见图4。

图4添加椎间盘的腰椎实体模型

将生成的实体模型另存为step格式导入solidworks中，手工添加椎间盘，并划分出髓核和纤维环，见图4。将图4导入Hypermesh中并进行网络分解，最终结合解剖情况，划分为四面体单元，划分结果，见图5。

本文编号：3895007