上颈椎椎弓根螺钉内固定有限元模型的建立及生物力学分析

目的探讨不同斜坡椎管角对C_0～C_3颈椎-钉棒固定系统拔出力的影响。方法选择1例成年健康男性,重建上颈椎C_0～C_3三维模型及上颈椎-钉棒系统有限元模型,提取各节段自由度,运算并获得各解剖结构的应力应变等数据,尤其是不同的斜坡椎管角条件下,固定螺钉的结构应力。结果 C_0～C_1、C_1～C_2、C_2～C_3各节段自由度相对于正常模型分别下降21. 50%、42. 03%、38. 50%。C_1置入螺钉最大米塞斯(Mises)应力为303 MPa,C_2置入螺钉最大Mises应力为263 MPa,C_3置入螺钉最大Mises应力为233 MPa,C_1～C_3螺钉Mises应力呈现递减趋势。在不同斜坡椎管角工况载荷条件下,C_1～C_3螺钉监测点的拔出力,跟随斜坡椎管角增大趋势,螺钉拔出力呈现增长趋势。结论上颈椎椎弓根螺钉内固定有限元模型具有精确的几何外形,能够准确模拟实际临床力学环境,从而为临床枕颈融合固定提供良好的术前指导。