应用有限元模型分析椎弓根拉力螺钉固定枢椎环骨折的稳定性

目的 :应用有限元模型分析半螺纹椎弓根拉力螺钉和全螺纹椎弓根拉力螺钉后路固定枢椎环骨折的生物力学稳定性,为临床椎弓根拉力螺钉的选择提供理论参考。方法:选取1例28岁健康成年男性志愿者,采用256排螺旋CT对其从C0～3节段进行薄层扫描,扫描层厚0.625mm。利用Mimics 20、3-matic 13.0及Ansys16.0,建立正常C0～3节段三维六面体网格有限元模型(FE/Intact)并与体外实验及其他模型文献数据进行有效性对比验证;在已验证的模型上通过弱化网格单元强度的方法模拟建立三种枢椎环骨折模型(FE/Fracture A、B、C);分别建立半螺纹椎弓根拉力螺钉及全螺纹拉力内固定模型,用两种不同螺钉分别固定FE/Fracture A、B、C骨折模型,进行边界约束后分别施加前屈、后伸、侧屈、旋转四种生理载荷,比较各模型在不同工况下三维活动的角位移(range of motion,ROM)及骨折端节点位移变化。结果:建立的有限元模型外观逼真,几何相似性好,经验证有效。在相同条件下FE/Fracture A、B、C模型三维活动度较FE/Intact模型明显增大。半螺纹椎弓根拉力...