本文關(guān)鍵詞： 有限元分析 應力 物理 內(nèi)固定器 組織工程 骨科植入物 數(shù)字化骨科 上頸椎 寰樞椎失穩(wěn) 寰樞椎脫位 后路內(nèi)固定 釘棒系統(tǒng) 自行防旋轉(zhuǎn) 生物力學 國家自然科學基金　出處：《中國組織工程研究》2017年19期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：背景:寰樞椎后路內(nèi)固定是目前治療寰樞椎失穩(wěn)和或脫位的主要術(shù)式,但是常規(guī)后路釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)中的連接棒是圓柱形,為增強復位功能,連接棒預彎的曲度一般較大,在擰螺母固定時連接棒容易發(fā)生旋轉(zhuǎn),需要額外的輔助器械把持和固定連接棒的方向,但輔助器械存在手術(shù)術(shù)野遮擋,且當輔助器械把持不穩(wěn)時可能造成脊髓的過度騷擾和意外損傷。自行防旋轉(zhuǎn)寰樞椎釘棒系統(tǒng)是一種既保持了常規(guī)釘棒系統(tǒng)的優(yōu)點,又具有自行防旋轉(zhuǎn)的功能,但其生物力學性能與常規(guī)釘棒系統(tǒng)之間的差異需進一步研究。目的:通過建立寰樞椎后路釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)的三維有限元模型,評估新型自行防旋轉(zhuǎn)寰樞椎后路釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)的生物力學特性。方法:應用有限元分析軟件創(chuàng)建上頸椎后路釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)的有限元模型,分析得出釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)的應力分布云圖。結(jié)果與結(jié)論:建立的有限元模型幾何相似性好,其中常規(guī)及新型釘棒系統(tǒng)模型分別包含198 330個節(jié)點和964 747個單元,246 788個節(jié)點和996 069個單元。兩種內(nèi)固定系統(tǒng)均無明顯應力集中現(xiàn)象,且主要應力分布區(qū)域基本一致,主要集中螺釘-骨質(zhì)界面、螺釘-連接棒界面,其中新型自行防旋轉(zhuǎn)寰樞椎后路釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)的主要應力分布區(qū)域的應力均值高于常規(guī)釘棒系統(tǒng),但2種釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)連接棒的最大應力值均小于鈦合金棒的屈服強度(795-827 MPa)和極限強度(860-896 MPa)。提示新型自行防旋轉(zhuǎn)寰樞椎后路釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)連接棒的設(shè)計符合生物力學的要求,新型連接棒是一種有效、安全的脊柱內(nèi)固定裝置,可在臨床推廣應用。
[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.
【作者單位】： 解放軍第二軍醫(yī)大學研究生院;解放軍廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院骨科;
【基金】：國家自然科學基金(81672232) 廣東省省級科技計劃項目(2015B020233013)~~
【分類號】：R318.01;R687.3

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本文編號：1521834