腰椎单侧椎弓根螺钉固定的三维有限元分析

发布时间：2017-08-23 04:10

  本文关键词：腰椎单侧椎弓根螺钉固定的三维有限元分析

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【摘要】：目的:建立人正常L3～L5节段三维有限元模型,分析腰椎单侧椎弓根螺钉固定融合的生物力学特性。方法:基于人正常L3～L5节段的CT扫描数据,利用Geomagic Studio 9.0、Simpleware 2.0、Abaqus 6.7软件建立人正常L3～L5三维有限元模型(INT),并在此基础上分别建立L4/5单侧椎弓根螺钉内固定加后外侧植骨融合模型(M1)、单侧椎弓根螺钉内固定加单枚融合器置入模型(M2)及双侧椎弓根螺钉内固定加单枚融合器置入模型(M3)。在L3上表面施加500N预载荷,再施加10N·m的力矩模拟腰椎前屈、后伸、侧屈及旋转等生理活动,观察不同工况下L4-L5节段角位移、椎弓根螺钉及融合器应力分布情况。结果:各工况下M1、M2、M3角位移均较INT减少,M3减少最明显;除右屈和后伸外,其他工况下M2与M3的角位移减少程度相当,而M1在左、右侧屈及左、右旋转时稳定性较差。M1的螺钉应力峰值明显高于M2和M3,尤以左屈及后伸载荷时螺钉应力峰值最大,M2螺钉应力峰值高于M3,M2椎间融合器的应力峰值在各种工况下均高于M3。结论:单侧椎弓根螺钉固定不能很好地控制侧屈和旋转载荷,椎弓根螺钉承受较大的应力;附加单枚融合器置入可以重建融合节段的稳定性,明显减少螺钉的应力。
【作者单位】： 解放军第306医院骨科全军脊柱外科中心;上海市第九人民医院骨科;上海交通大学伤骨科研究所;
【关键词】： 腰椎 有限元模型 椎弓根螺钉 单侧固定 椎间融合
【分类号】：R318.01
【正文快照】： 表1有限元模型的单元划分及材料常数结构单元类型弹性模量(MPa)泊松比横断面积(mm2)单元数目椎体皮质骨松质骨4节点四面体4节点四面体120001000.30.2——94535529858后方结构骨小关节软骨4节点四面体4节点四面体3500250.250.25——285685668椎间盘髓核基质纤维4节点四面体4节

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵宝林;何凤江;马洪顺;;异种骨椎间融合器附加椎弓根钉行后路腰椎椎体间融合术的生物力学分析[J];北京生物医学工程;2007年05期

2 蔡维山,刘恩志,郭东明,徐中和;显露椎间孔后路椎间融合结合椎弓钉内固定治疗退变性腰椎不稳定[J];中国医师杂志;2005年03期

3 王p，

本文编号：722873