第3腰椎橫突的測量及其內(nèi)固定器研制的初步實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:(1)獲得第3腰椎(L3)橫突詳盡的解剖學(xué)數(shù)據(jù)。(2)設(shè)計(jì)并制作出經(jīng)椎弓根L3橫突內(nèi)固定器。(3)模擬L3橫突骨折應(yīng)用該內(nèi)固定器予以固定并進(jìn)行生物力學(xué)測試及三維有限元分析，為進(jìn)一步臨床應(yīng)用提供理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 方法:(1)選取20套成人完整腰椎干標(biāo)本（男女性別、年齡、生前健康狀況不詳）并編號，選L3橫突作為研究對象，用影像學(xué)和解剖學(xué)兩種方法分別測量各標(biāo)本雙側(cè)腰椎橫突長度、高度、厚度、水平面角及冠狀面角相關(guān)數(shù)據(jù)。(2)

2、根據(jù)以上測量結(jié)果設(shè)計(jì)出針對腰椎橫突體部骨折的內(nèi)固定器，繪圖并制作出L3橫突內(nèi)固定器。(3)隨機(jī)抽取10套L3干標(biāo)本，隨機(jī)分為兩組，將L3左側(cè)橫突體部用鋼鋸橫形鋸斷，制成骨折模型，使用內(nèi)固定器固定，L3右側(cè)橫突作正常對照，將腰椎橫突兩側(cè)分別進(jìn)行非破壞性和破壞性軸向壓縮試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。(4)獲取健康成年男性的腰椎CT掃描的計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，將CT圖像導(dǎo)入E-featureBiomedicalModeler建模軟件，先進(jìn)行精確三維

3、分割與模型重建，然后利用自適應(yīng)動(dòng)態(tài)生物力學(xué)有限元網(wǎng)格劃分器從三維實(shí)體模型直接劃分生成高質(zhì)量的腰椎有限元模型。將有限元模型導(dǎo)入ANSYS軟件，并確定模型加載的邊界條件和加載方式，模擬三個(gè)主方向的載荷加載，了解L3正常橫突模型和經(jīng)椎弓根內(nèi)固定橫突骨折模型的受力情況。
　　 結(jié)果:(1)L3橫突相關(guān)區(qū)域的測量值結(jié)果如下:腰椎橫突的長度(L)為21.90±2.26mm;橫突的高度(H)為8.26±1.78mm;橫突的厚度(T)為3.64

4、±0.42mm;橫突水平面角(β)為2.95±0.686°;橫突冠狀面角(α)為10.5±1.23°，且影像學(xué)和解剖學(xué)兩種測量方法測量的結(jié)果無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。(2)根據(jù)測量結(jié)果，設(shè)計(jì)出腰椎橫突骨折內(nèi)固定器，該內(nèi)固定器包括橫突爪型鋼板和經(jīng)椎弓根螺釘，其中橫突內(nèi)固定器形狀與腰椎橫突解剖結(jié)構(gòu)相符，體部兩側(cè)及尖部設(shè)有3個(gè)鉤，基底部設(shè)有與椎弓根螺釘相符的螺釘孔。繪圖并選用304不銹鋼制作出腰椎橫突內(nèi)固定器。(3)生物力學(xué)測試結(jié)果如下:最大抗軸向壓